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KR101398797B1 - Nonvolatile semiconductor memory device and erasure method therefor - Google Patents

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KR101398797B1
KR101398797B1 KR1020127007944A KR20127007944A KR101398797B1 KR 101398797 B1 KR101398797 B1 KR 101398797B1 KR 1020127007944 A KR1020127007944 A KR 1020127007944A KR 20127007944 A KR20127007944 A KR 20127007944A KR 101398797 B1 KR101398797 B1 KR 101398797B1
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memory cell
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사토시 도리이
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후지쯔 세미컨덕터 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 비휘발성 반도체 기억 장치는, 메모리 셀 MC의 드레인측을 공통 접속하는 제1 비트선 LBL과, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 워드선 WL과, 제2 비트선 MBL의 전위를 제어하는 열 디코더(12)와, 워드선의 전위를 제어하는 행 디코더(14)와, 제1 비트선과 제2 비트선의 사이에 설치된 제1 트랜지스터로서, 소스가 제1 비트선에 접속되고, 드레인이 제2 비트선을 통하여 열 디코더에 접속된 제1 트랜지스터 SST와, 제1 트랜지스터의 게이트의 전위를 제어하는 제1 제어부(23)를 포함하고, 메모리 셀은 제1 웰(26) 상에 형성되어 있으며, 제1 트랜지스터는 제1 웰과 전기적으로 분리된 제2 웰(74PS) 상에 형성되어 있고, 제1 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께는, 행 디코더 내에 설치되며, 워드선에 접속된 제2 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께보다 얇은 것이다.The nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes a first bit line LBL for commonly connecting the drain sides of the memory cells MC, a word line WL for commonly connecting the control gates of the memory cell transistors MT and a second bit line MBL A row decoder 14 for controlling the potential of the word line; a first transistor provided between the first bit line and the second bit line, the source being connected to the first bit line, the drain A first transistor SST connected to the column decoder through the second bit line, and a first control section 23 for controlling the potential of the gate of the first transistor. The memory cell is formed on the first well 26 And the first transistor is formed on the second well 74PS electrically isolated from the first well and the film thickness of the gate insulating film of the first transistor is set in the row decoder, Gate Isolation of 2 Transistors Is thinner than the film thickness of the film.

Figure R1020127007944
Figure R1020127007944

Description

비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 소거 방법{NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND ERASURE METHOD THEREFOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a method of erasing the nonvolatile semiconductor memory device.

본 발명은 비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 소거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and an erasing method therefor.

최근, 선택 트랜지스터와 메모리 셀 트랜지스터를 갖는 메모리 셀이 형성된 비휘발성 반도체 기억 장치가 제안되어 있다.Recently, a nonvolatile semiconductor memory device in which a memory cell having a select transistor and a memory cell transistor is formed is proposed.

이러한 비휘발성 반도체 기억 장치에서는, 비트선, 워드선, 소스선 등을 열 디코더나 행 디코더에 의해 적절하게 선택함으로써, 메모리 셀이 선택되고, 선택된 메모리 셀에 대하여 정보의 판독, 기록, 소거 등이 행해진다. 배경 기술로서는 이하와 같은 것이 있다.In such a nonvolatile semiconductor memory device, a memory cell is selected by appropriately selecting a bit line, a word line, a source line, or the like by a column decoder or a row decoder, and reading, writing, erasing, etc. of information Is done. Background arts are as follows.

일본 공개 특허 제2000-235797호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-235797 일본 공개 특허 제2005-268621호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-268621 일본 공개 특허 제2004-228396호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228396

그러나, 제안되어 있는 비휘발성 반도체 기억 장치에서는, 충분히 빠른 동작 속도를 얻을 수 없는 경우가 꼭 있었다.However, in the proposed nonvolatile semiconductor memory device, there was a case where a sufficiently fast operation speed could not be obtained.

본 발명의 목적은, 동작 속도가 빠른 비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 소거 방법을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device having a high operating speed and an erasing method therefor.

실시형태의 일 양태에 따르면, 메모리 셀 트랜지스터를 갖는 메모리 셀이 매트릭스형으로 복수 배열된 메모리 셀 어레이와, 동일한 열에 존재하는 복수의 상기 메모리 셀의 드레인측을 공통 접속하는 복수의 제1 비트선과, 동일한 행에 존재하는 복수의 상기 메모리 셀 트랜지스터의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 복수의 워드선과, 복수의 제2 비트선에 접속되어 상기 복수의 제2 비트선의 전위를 제어하는 열 디코더와, 상기 복수의 워드선에 접속되어 상기 복수의 워드선의 전위를 제어하는 행 디코더와, 상기 제1 비트선과 상기 제2 비트선의 사이에 각각 마련된 복수의 제1 트랜지스터로서, 상기 제1 트랜지스터의 소스가 상기 제1 비트선에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 트랜지스터의 드레인이 상기 제2 비트선을 개재하여 상기 열 디코더에 전기적으로 접속된 제1 트랜지스터와, 상기 복수의 제1 트랜지스터의 게이트의 전위를 제어하는 제1 제어부를 갖고, 상기 메모리 셀 트랜지스터는 제1 웰 상에 형성되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 웰과 전기적으로 분리되는 제2 웰 상에 형성되어 있고, 상기 제1 웰에 전압을 인가하는 제1 전압 인가부와, 상기 제2 웰에 전압을 인가하는 제2 전압 인가부를 더 구비하며, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께는, 상기 행 디코더 내에 마련되고 상기 워드선에 접속된 제2 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치가 제공된다.According to an aspect of the embodiment, there is provided a memory cell array including a memory cell array in which a plurality of memory cells having memory cell transistors are arranged in a matrix, a plurality of first bit lines commonly connected to the drain sides of the plurality of memory cells existing in the same column, A plurality of word lines commonly connected to control gates of the plurality of memory cell transistors existing in the same row; a column decoder connected to the plurality of second bit lines to control the potential of the plurality of second bit lines; A plurality of first transistors each connected between a first bit line and a second bit line, each of the first transistors being connected to a word line and controlling a potential of the plurality of word lines; And the drain of the first transistor is electrically connected to the column decoder via the second bit line And a first control section for controlling a potential of a gate of the plurality of first transistors, wherein the memory cell transistor is formed on a first well, and the first transistor is connected to the first well Further comprising a first voltage application unit for applying a voltage to the first well and a second voltage application unit for applying a voltage to the second well, the second voltage application unit being formed on a second well electrically separated from the first well, The film thickness of the gate insulating film of one transistor is thinner than the film thickness of the gate insulating film of the second transistor provided in the row decoder and connected to the word line.

실시형태의 다른 양태에 따르면, 메모리 셀 트랜지스터를 갖는 메모리 셀이 매트릭스형으로 복수 배열된 메모리 셀 어레이와, 동일한 열에 존재하는 복수의 상기 메모리 셀의 드레인측을 공통 접속하는 복수의 제1 비트선과, 동일한 행에 존재하는 복수의 상기 메모리 셀 트랜지스터의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 복수의 워드선과, 복수의 제2 비트선에 접속되어 상기 복수의 제2 비트선의 전위를 제어하는 열 디코더와, 상기 복수의 워드선에 접속되어 상기 복수의 워드선의 전위를 제어하는 행 디코더와, 상기 제1 비트선과 상기 제2 비트선의 사이에 각각 마련된 복수의 제1 트랜지스터로서, 상기 제1 트랜지스터의 소스가 상기 제1 비트선에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 트랜지스터의 드레인이 상기 제2 비트선을 개재하여 상기 열 디코더에 전기적으로 접속된 제1 트랜지스터와, 상기 복수의 제1 트랜지스터의 게이트의 전위를 제어하는 제1 제어부를 갖고, 상기 메모리 셀 트랜지스터는 제1 웰 상에 형성되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 웰과 전기적으로 분리된 제2 웰 상에 형성되어 있고, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께는, 상기 행 디코더 내에 마련되고, 상기 워드선에 접속된 제2 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께보다 얇은 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법으로서, 상기 제1 웰을 제1 전위로 설정하고, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극을 상기 제1 전위보다 낮은 제2 전위 또는 플로팅으로 설정하며, 상기 제2 웰을 상기 제1 전위보다 낮은 제3 전위로 설정하면서 상기 메모리 셀에 기록된 정보를 소거하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법이 제공된다.According to another aspect of the embodiment, there is provided a semiconductor memory device including a memory cell array in which a plurality of memory cells having memory cell transistors are arranged in a matrix, a plurality of first bit lines commonly connecting the drain sides of the plurality of memory cells existing in the same column, A plurality of word lines commonly connected to control gates of the plurality of memory cell transistors existing in the same row; a column decoder connected to the plurality of second bit lines to control the potential of the plurality of second bit lines; A plurality of first transistors each connected between a first bit line and a second bit line, each of the first transistors being connected to a word line and controlling a potential of the plurality of word lines; And a drain of the first transistor is electrically connected to the column decoder via the second bit line, And a first control section for controlling a potential of a gate of the plurality of first transistors, wherein the memory cell transistor is formed on a first well, the first transistor is connected to the first well, And the gate electrode of the first transistor is formed in a second well electrically isolated from the gate electrode of the second transistor, A method for erasing a nonvolatile semiconductor memory device, the method comprising: setting the first well to a first potential, setting a gate electrode of the first transistor to a second potential or floating lower than the first potential, And erasing the information recorded in the memory cell while setting the third potential lower than the first potential. An erase method is provided.

본원에 개시된 비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 소거 방법에 따르면, 제1 웰과 제2 웰이 전기적으로 분리되어 있고, 제2 웰 상에 제1 트랜지스터가 형성되어 있다. 이 때문에, 메모리 셀 트랜지스터에 기록된 정보를 소거할 때에, 제1 웰에 인가되는 전압과 상이한 전압을 제2 웰에 인가하는 것이 가능하다. 이 때문에, 정보를 소거할 때에 제1 웰에 비교적 큰 전압이 인가된 경우라도 제1 트랜지스터에 가해지는 전압을 비교적 작게 하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 제1 트랜지스터로서 저전압 트랜지스터를 이용한 경우라도, 소거 시에 제1 트랜지스터 섹터에 있어서 파괴가 생기는 것을 방지할 수 있다. 제1 트랜지스터로서 저전압 트랜지스터를 이용하는 것이 가능하기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터에 기록된 정보를 판독할 때에, 충분히 큰 판독 전류가 얻어진다. 이 때문에, 메모리 셀 트랜지스터에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판정하는 것이 가능해지고, 나아가서는 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판독하는 것이 가능해진다.According to the nonvolatile semiconductor memory device and the erase method thereof disclosed in the present application, the first well and the second well are electrically separated from each other, and the first transistor is formed on the second well. Therefore, when erasing information recorded in the memory cell transistor, it is possible to apply a voltage different from the voltage applied to the first well to the second well. Therefore, even when a relatively large voltage is applied to the first well when information is erased, the voltage applied to the first transistor can be made relatively small. Therefore, even when a low-voltage transistor is used as the first transistor, destruction of the first transistor sector can be prevented at the time of erasing. Since it is possible to use a low-voltage transistor as the first transistor, a sufficiently large read current can be obtained when reading the information recorded in the memory cell transistor. Therefore, the information recorded in the memory cell transistor can be judged at a high speed, and further, the information recorded in the memory cell transistor MT can be read at a high speed.

도 1은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 단면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀 어레이를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A'를 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 각각의 구성 요소에 사용되고 있는 트랜지스터의 종별, 트랜지스터의 내압 및 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께를 나타내는 도면이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법, 기록 방법 및 소거 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 타임 차트이다.
도 9는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 단면도이다.
도 10은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 1)이다.
도 11은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 2)이다.
도 12는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 3)이다.
도 13은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 4)이다.
도 14는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 5)이다.
도 15는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 6)이다.
도 16은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 7)이다.
도 17은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 8)이다.
도 18은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 9)이다.
도 19는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 10)이다.
도 20은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 11)이다.
도 21은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 12)이다.
도 22는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 13)이다.
도 23은 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 14)이다.
도 24는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 15)이다.
도 25는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 16)이다.
도 26은 제1 실시형태의 변형예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 단면도이다.
도 27은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다.
도 28은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 단면도이다.
도 29는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀 어레이를 나타내는 평면도이다.
도 30은 도 29의 C-C'를 따라 취한 단면도이다.
도 31은 도 29의 D-D'를 따라 취한 단면도이다.
도 32는 도 29의 E-E'를 따라 취한 단면도이다.
도 33은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 각각의 구성 요소에 사용되고 있는 트랜지스터의 종별, 트랜지스터의 내압 및 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께를 나타내는 도면이다.
도 34는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법, 기록 방법 및 소거 방법을 나타내는 도면이다.
도 35는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 타임 차트이다.
도 36은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 단면도이다.
도 37은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 1)이다.
도 38은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 2)이다.
도 39는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 3)이다.
도 40은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 4)이다.
도 41은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 5)이다.
도 42는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 6)이다.
도 43은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 7)이다.
도 44는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 8)이다.
도 45는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 9)이다.
도 46은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 10)이다.
도 47은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 11)이다.
도 48은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 12)이다.
도 49는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 13)이다.
도 50은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 14)이다.
도 51은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 15)이다.
도 52는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 16)이다.
도 53은 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 17)이다.
도 54는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 18)이다.
도 55는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 19)이다.
도 56은 제3 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다.
도 57은 제3 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 단면도이다.
도 58은 제3 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 각각의 구성 요소에 사용되고 있는 트랜지스터의 종별, 트랜지스터의 내압 및 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께를 나타내는 도면이다.
도 59는 제3 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법, 기록 방법 및 소거 방법을 나타내는 도면이다.
도 60은 제3 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 단면도이다.
도 61은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다.
도 62는 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 단면도이다.
도 63은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 각각의 구성 요소에 사용되고 있는 트랜지스터의 종별, 트랜지스터의 내압 및 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께를 나타내는 도면이다.
도 64는 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법, 기록 방법 및 소거 방법을 나타내는 도면이다.
도 65는 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 단면도이다.
도 66은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 1)이다.
도 67은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 2)이다.
도 68은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 3)이다.
도 69는 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 4)이다.
도 70은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 5)이다.
도 71은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 6)이다.
도 72는 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 7)이다.
도 73은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 8)이다.
도 74는 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 9)이다.
도 75는 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 10)이다.
도 76은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 11)이다.
도 77은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 12)이다.
도 78은 제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도(그 13)이다.
도 79는 참고예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다.
도 80은 참고예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 단면도이다.
1 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
2 is a cross-sectional view of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
3 is a plan view showing a memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
4 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in Fig. 3;
5 is a cross-sectional view taken along line B-B 'in Fig.
6 is a diagram showing the type of the transistor used in each component of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, the breakdown voltage of the transistor, and the film thickness of the gate insulating film of the transistor.
7 is a diagram showing a reading method, a recording method and an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
8 is a time chart showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
9 is a cross-sectional view showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
10 is a process sectional view (No. 1) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
11 is a process sectional view (No. 2) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
12 is a process sectional view (part 3) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
13 is a process sectional view (No. 4) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
14 is a process sectional view (No. 5) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
15 is a process sectional view (No. 6) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
16 is a process sectional view (No. 7) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
17 is a process sectional view (No. 8) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
18 is a process sectional view (No. 9) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
19 is a process sectional view (No. 10) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
20 is a process sectional view (No. 11) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
21 is a process sectional view (No. 12) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
22 is a process sectional view (No. 13) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment;
23 is a process sectional view (No. 14) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
24 is a process sectional view (No. 15) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
25 is a process sectional view (No. 16) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
26 is a cross-sectional view showing a nonvolatile semiconductor memory device according to a modification of the first embodiment.
27 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
28 is a cross-sectional view of a nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
29 is a plan view showing a memory cell array of a nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
30 is a cross-sectional view taken along line C-C 'in Fig.
31 is a cross-sectional view taken along line D-D 'in Fig.
32 is a cross-sectional view taken along line E-E 'in Fig.
33 is a diagram showing the type of the transistor used in each component of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment, the breakdown voltage of the transistor, and the film thickness of the gate insulating film of the transistor.
34 is a diagram showing a reading method, a recording method and an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
35 is a time chart showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
36 is a cross-sectional view showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
37 is a process sectional view (No. 1) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
38 is a process sectional view (part 2) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
39 is a process sectional view (part 3) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
40 is a process sectional view (part 4) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
41 is a process sectional view (No. 5) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
42 is a process sectional view (No. 6) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
FIG. 43 is a process sectional view (part 7) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment. FIG.
44 is a process sectional view (No. 8) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
45 is a process sectional view (No. 9) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
46 is a process sectional view (No. 10) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
47 is a process sectional view (No. 11) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
48 is a process sectional view (No. 12) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
FIG. 49 is a process sectional view (No. 13) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment. FIG.
FIG. 50 is a process sectional view (No. 14) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment. FIG.
51 is a process sectional view (No. 15) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
52 is a process sectional view (No. 16) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
53 is a process sectional view (No. 17) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
54 is a process sectional view (part 18) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
55 is a process sectional view (No. 19) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
56 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
57 is a cross-sectional view showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
58 is a diagram showing the type of the transistor used in each constituent element of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment, the breakdown voltage of the transistor, and the film thickness of the gate insulating film of the transistor.
59 is a diagram showing a reading method, a recording method and an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
60 is a cross-sectional view showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
61 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment.
62 is a cross-sectional view showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment.
63 is a diagram showing the type of the transistor used in each constituent element of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment, the breakdown voltage of the transistor, and the film thickness of the gate insulating film of the transistor.
Fig. 64 is a diagram showing a reading method, a recording method and an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment.
65 is a cross-sectional view showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment.
FIG. 66 is a process sectional view (No. 1) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment. FIG.
FIG. 67 is a process sectional view (part 2) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment. FIG.
68 is a process sectional view (part 3) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
69 is a process sectional view (part 4) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
70 is a process sectional view (No. 5) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment.
71 is a process sectional view (No. 6) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
FIG. 72 is a process sectional view (part 7) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment. FIG.
73 is a process sectional view (No. 8) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
74 is a process sectional view (No. 9) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
75 is a process sectional view (No. 10) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
76 is a process sectional view (No. 11) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
77 is a process sectional view (No. 12) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
78 is a process sectional view (No. 13) showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
79 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to a reference example.
80 is a cross-sectional view showing a nonvolatile semiconductor memory device according to a reference example.

도 79는 참고예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다. 도 80은 참고예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 단면도이다.79 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to a reference example. 80 is a cross-sectional view showing a nonvolatile semiconductor memory device according to a reference example.

도 79에 나타내는 바와 같이, 참고예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치는, 메모리 셀 트랜지스터 MT를 갖는 복수의 메모리 셀 MC를 갖고 있다. 매트릭스형으로 배열된 복수 메모리 셀 MC에 의해 메모리 셀 어레이가 형성되어 있다. 메모리 셀 어레이는 복수의 섹터 SCT로 분할되어 있다.As shown in Fig. 79, the nonvolatile semiconductor memory device according to the reference example has a plurality of memory cells MC having memory cell transistors MT. A plurality of memory cells MC arranged in a matrix form form a memory cell array. The memory cell array is divided into a plurality of sector SCTs.

동일한 열에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인은, 로컬 비트선 LBL에 의해 공통 접속되어 있다. 동일한 행에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트는 워드선 WL에 의해 공통 접속되어 있다. 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스는 각각 소스선에 전기적으로 접속되어 있다.The drains of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same column are commonly connected by a local bit line LBL. The control gates of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same row are commonly connected by the word lines WL. The sources of the plurality of memory cell transistors MT are electrically connected to the source lines, respectively.

각각의 섹터 SCT에는, 복수의 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 마련되어 있다. 동일한 열에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인을 공통 접속하는 로컬 비트선 LBL은 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스에 각각 접속되어 있다. 동일한 열에 존재하는 복수의 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인은 메인 비트선 MBL에 의해 공통 접속되어 있다. 로컬 비트선 LBL은 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST를 개재하여 메인 비트선 MBL에 접속되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트는 섹터 셀렉트선 SSL에 의해 공통 접속되어 있다.In each sector SCT, a plurality of sector select transistors SST are provided. The local bit lines LBL for commonly connecting the drains of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same column are connected to the sources of the sector select transistors SST, respectively. The drains of the plurality of sector select transistors SST existing in the same column are commonly connected by the main bit line MBL. The local bit line LBL is connected to the main bit line MBL via the sector select transistor SST. The gates of the sector select transistors SST are commonly connected by a sector select line SSL.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인을 공통 접속하는 복수의 메인 비트선 MBL은 열 디코더(212)에 접속되어 있다. 열 디코더(212)에는 메인 비트선 MBL에 흐르는 전류를 검출하기 위한 센스 앰프(213)가 접속되어 있다. 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 복수의 워드선 WL은 행 디코더(214)에 접속되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트를 공통 접속하는 복수의 섹터 셀렉트선 SSL은 제어 회로(223)에 접속되어 있다.A plurality of main bit lines MBL for commonly connecting the drains of the sector select transistors SST are connected to the column decoder 212. The column decoder 212 is connected to a sense amplifier 213 for detecting a current flowing through the main bit line MBL. A plurality of word lines WL connected in common to the control gates of the memory cell transistors MT are connected to a row decoder 214. A plurality of sector select lines SSL for commonly connecting the gates of the sector select transistors SST are connected to the control circuit 223.

도 80에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(220)에는 소자 영역을 확정하는 소자 분리 영역(222)이 형성되어 있다. 메모리 셀 어레이 영역(202)에는 반도체 기판(220) 내에 형성된 N형 웰(N형의 확산층)(224)과, N형 웰(224) 내에 형성된 P형 웰(226)이 형성되어 있다. 도 79에 나타내는 바와 같이, P형 웰(226)은 배선을 개재하여 제1 전압 인가 회로(215)에 접속되어 있다.80, an element isolation region 222 for defining an element region is formed in the semiconductor substrate 220. In this case, In the memory cell array region 202, an N type well (N type diffusion layer) 224 formed in the semiconductor substrate 220 and a P type well 226 formed in the N type well 224 are formed. As shown in FIG. 79, the P-type well 226 is connected to the first voltage application circuit 215 via a wiring.

P형 웰(226) 상에는, 터널 절연막(228a)을 개재하여 플로팅 게이트(230a)가 형성되어 있다. 플로팅 게이트(230a) 상에는, 절연막(232a)을 개재하여 컨트롤 게이트(234a)가 형성되어 있다. 플로팅 게이트(230a)와 컨트롤 게이트(234a)를 갖는 적층체의 양측의 반도체 기판(220) 내에는, 소스/드레인 확산층(236a, 236c)이 형성되어 있다. 이렇게 해서, 플로팅 게이트(230a)와 컨트롤 게이트(234a)와 소스/드레인 확산층(236a, 236c)을 갖는 메모리 셀 트랜지스터 MT가 형성되어 있다. 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(236)은 소스선 SL에 접속되어 있다.On the P-type well 226, a floating gate 230a is formed via a tunnel insulating film 228a. A control gate 234a is formed on the floating gate 230a via an insulating film 232a. Source / drain diffusion layers 236a and 236c are formed in the semiconductor substrate 220 on both sides of the laminate having the floating gate 230a and the control gate 234a. Thus, the memory cell transistor MT having the floating gate 230a, the control gate 234a, and the source / drain diffusion layers 236a and 236c is formed. The source diffusion layer 236 of the memory cell transistor MT is connected to the source line SL.

섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(207)에 있어서의 반도체 기판(220) 내에는 P형 웰(274P)이 형성되어 있다. P형 웰(274P) 상에는 게이트 절연막(276)을 개재하여 게이트 전극(234d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(234d)의 양측의 반도체 기판(220) 내에는 소스/드레인 확산층(304)이 형성되어 있다. 이렇게 해서, 게이트 전극(234d)과 소스/드레인 확산층(304)을 갖는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 형성되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(304)은 로컬 비트선 LBL을 개재하여 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인 확산층(236c)에 접속되어 있다.A P-type well 274P is formed in the semiconductor substrate 220 in the region 207 where the sector select transistor is formed. A gate electrode 234d is formed on the P-type well 274P with a gate insulating film 276 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 304 is formed in the semiconductor substrate 220 on both sides of the gate electrode 234d. In this way, the sector select transistor SST having the gate electrode 234d and the source / drain diffusion layer 304 is formed. The source diffusion layer 304 of the sector select transistor SST is connected to the drain diffusion layer 236c of the memory cell transistor MT via the local bit line LBL.

열 디코더가 형성되는 영역(217)에 있어서의 반도체 기판(220) 내에는 P형 웰(274P)이 형성되어 있다. P형 웰(274P) 상에는 게이트 절연막(278)을 개재하여 게이트 전극(234d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(278)의 양측의 반도체 기판(220) 내에는 소스/드레인 확산층(304)이 형성되어 있다. 이렇게 해서, 게이트 전극(234d)과 소스/드레인 확산층(304)을 갖는 NMOS 트랜지스터(312)가 형성되어 있다.A P-type well 274P is formed in the semiconductor substrate 220 in the region 217 where the column decoder is formed. A gate electrode 234d is formed on the P-type well 274P with a gate insulating film 278 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 304 is formed in the semiconductor substrate 220 on both sides of the gate electrode 278. Thus, the NMOS transistor 312 having the gate electrode 234d and the source / drain diffusion layer 304 is formed.

NMOS 트랜지스터(312)의 소스 확산층(304)은 메인 비트선 MBL을 개재하여 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인 확산층(304)에 접속되어 있다. NMOS 트랜지스터(312)의 드레인 확산층(304)은 열 디코더의 내부 회로에 접속되어 있다.The source diffusion layer 304 of the NMOS transistor 312 is connected to the drain diffusion layer 304 of the sector select transistor SST via the main bit line MBL. The drain diffusion layer 304 of the NMOS transistor 312 is connected to the internal circuit of the column decoder.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는 메인 비트선 MBL의 전위를 플로팅으로 한다. 또한, 섹터 선택선 SSL의 전위를 0 V로 한다.When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potential of the main bit line MBL is made floating. Further, the potential of the sector selection line SSL is set to 0V.

다음에, 전압 인가 회로(215)에 의해, P형 웰(226)의 전위를 예를 들어 9 V로 설정한다.Next, the voltage application circuit 215 sets the potential of the P-type well 226 to 9 V, for example.

다음에, 소거의 대상이 되는 제1 섹터 SCT1 내의 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 WL11, WL12의 전위를, 예를 들어 -9 V로 한다. 한편, 소거의 대상이 아닌 제2 섹터 SCT2 내의 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 WL21, WL22의 전위를, 예를 들어 플로팅으로 한다.Next, the potentials of the word lines WL11 and WL12 connected to the memory cells MC in the first sector SCT1 to be erased are set to -9 V, for example. On the other hand, the potentials of the word lines WL21 and WL22 connected to the memory cells MC in the second sector SCT2 that are not to be erased are made floating, for example.

워드선 WL11, WL12의 전위를 예를 들어 -9 V로 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(230a)로부터 전하가 방출된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(230a)에 전하가 축적되어 있지 않은 상태가 되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 정보가 소거되게 된다.When the potential of the word lines WL11 and WL12 is set to, for example, -9 V, charges are discharged from the floating gate 230a of the memory cell transistor MT. As a result, no charge is accumulated in the floating gate 230a of the memory cell transistor MT, and information of the memory cell transistor MT is erased.

이와 같이, 참고예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치에서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, P형 웰(226)에 예를 들어 9 V 정도의 비교적 높은 전압이 인가된다. P형 웰(226)에 인가되는 전압은, 로컬 비트선 LBL을 개재하여 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(304)에 인가된다. 이 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 비교적 큰 전압이 인가되게 된다. 이 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서는, 비교적 내압이 높은 고내압 트랜지스터가 이용된다.Thus, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the reference example, when erasing information recorded in the memory cell transistor MT, a relatively high voltage of, for example, about 9 V is applied to the P-type well 226. The voltage applied to the P-type well 226 is applied to the source diffusion layer 304 of the sector select transistor SST through the local bit line LBL. Therefore, when erasing the information recorded in the memory cell transistor MT, a relatively large voltage is applied to the sector select transistor SST. For this reason, as the sector select transistor SST, a high breakdown voltage transistor having a relatively high breakdown voltage is used.

그러나, 고내압 트랜지스터는 저전압 트랜지스터와 비교하여 구동 전류가 비교적 작다. 이 때문에, 참고예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치와 같이, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 고내압 트랜지스터를 이용한 경우에는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에 충분히 큰 판독 전류가 얻어지지 않는다. 이 때문에, 참고예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치에서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판정하는 것이 곤란하고, 따라서 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판독하는 것은 곤란하다.However, the high breakdown voltage transistor has a relatively small driving current as compared with the low voltage transistor. Therefore, when a high breakdown voltage transistor is used as the sector select transistor SST like the nonvolatile semiconductor memory device according to the reference example, a sufficiently large read current can not be obtained when reading information recorded in the memory cell transistor MT. For this reason, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the reference example, it is difficult to determine the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed, and therefore it is difficult to read the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed .

[제1 실시형태][First Embodiment]

제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 판독 방법, 기록 방법, 소거 방법, 및 그 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 도 1 내지 도 25를 이용하여 설명한다.A nonvolatile semiconductor memory device, a reading method, a recording method, an erasing method, and a method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 25. FIG.

(비휘발성 반도체 기억 장치)(Nonvolatile semiconductor memory device)

우선, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치에 관해서 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다. 도 2는 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 단면도이다.First, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. 1 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. 2 is a cross-sectional view of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치는, 메모리 셀 트랜지스터 MT를 갖는 복수의 메모리 셀 MC를 갖고 있다. 복수의 메모리 셀 MC는 매트릭스형으로 배열되어 있다. 매트릭스형으로 배열된 복수 메모리 셀 MC에 의해 메모리 셀 어레이가 형성되어 있다. 메모리 셀 어레이는 복수의 섹터 SCT로 분할되어 있다.As shown in Fig. 1, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment has a plurality of memory cells MC having memory cell transistors MT. A plurality of memory cells MC are arranged in a matrix. A plurality of memory cells MC arranged in a matrix form form a memory cell array. The memory cell array is divided into a plurality of sector SCTs.

또한, 도 1에 있어서는, 복수의 섹터 SCT 중의 제1 섹터 SCT1와 제2 섹터 SCT2가 도시되어 있다.1, a first sector SCT1 and a second sector SCT2 of a plurality of sectors SCT are shown.

동일한 열에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인은 로컬 비트선(제1 비트선) LBL에 의해 공통 접속되어 있다.The drains of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same column are commonly connected by a local bit line (first bit line) LBL.

동일한 행에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트는 워드선 WL에 의해 공통 접속되어 있다.The control gates of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same row are commonly connected by the word lines WL.

또한, 도 1에 있어서는, 복수의 워드선 WL 중의 워드선 WL11, WL12, WL21, WL22이 도시되어 있다.1, word lines WL11, WL12, WL21, and WL22 among a plurality of word lines WL are shown.

워드선 WL11은, 제1 섹터 SCT1의 제1행째에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 것이다. 워드선 WL12은 제1 섹터 SCT1의 제2행째에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 것이다. 워드선 WL21은 제2 섹터 SCT2의 제1행째에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 것이다. 워드선 WL22는 제2 섹터 SCT2의 제2행째에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 것이다.The word line WL11 commonly connects the control gates of the plurality of memory cell transistors MT existing in the first row of the first sector SCT1. The word line WL12 connects the control gates of the plurality of memory cell transistors MT existing in the second row of the first sector SCT1 in common. The word line WL21 connects the control gates of the plurality of memory cell transistors MT existing in the first row of the second sector SCT2 in common. The word line WL22 connects the control gates of the plurality of memory cell transistors MT existing in the second row of the second sector SCT2 in common.

복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스는, 각각 소스선 SL에 전기적으로 접속되어 있다.The sources of the plurality of memory cell transistors MT are electrically connected to the source lines SL, respectively.

각각의 섹터에는 복수의 섹터 셀렉트 트랜지스터(섹터 선택 트랜지스터) SST가 마련되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서는, 정격 전압이나 내압이 비교적 낮은 저전압 트랜지스터(저내압 트랜지스터)가 이용되고 있다.Each of the sectors is provided with a plurality of sector select transistors (sector select transistors) SST. As the sector select transistor SST, a low-voltage transistor (low-breakdown-voltage transistor) having a relatively low rated voltage and withstand voltage is used.

도 6은, 각각의 구성 요소에 사용되고 있는 트랜지스터의 종별, 트랜지스터의 내압 및 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께를 나타내는 도면이다.Fig. 6 is a diagram showing the type of transistors used in each component, the breakdown voltage of the transistors, and the film thickness of the gate insulating film of the transistor.

도 6에 나타내는 바와 같이, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서는, 정격 전압이 예를 들어 5 V인 저전압 트랜지스터(5 VTr)가 이용되고 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 예를 들어 8 V 정도이다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(78)(도 25 참조)의 막 두께는, 예를 들어 11 ㎚ 정도이다.As shown in FIG. 6, a low-voltage transistor 5 VTr having a rated voltage of, for example, 5 V is used as the sector select transistor SST. The breakdown voltage of the sector select transistor SST is, for example, about 8V. The film thickness of the gate insulating film 78 (see FIG. 25) of the sector select transistor SST is, for example, about 11 nm.

저전압 트랜지스터(저내압 트랜지스터)는, 고내압 트랜지스터(고전압 트랜지스터)와 비교하여, 게이트 길이가 짧고, 게이트 절연막의 막 두께가 얇으며, 구동 전류가 크다. 본 실시형태에서는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 저전압 트랜지스터가 이용되고 있기 때문에, 큰 판독 전류를 얻을 수 있다. 따라서, 큰 판독 전류를 얻을 수 있기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 고속으로 판정하는 것이 가능해지고, 따라서 고속인 판독을 실현하는 것이 가능하다.The low-voltage transistor (low-voltage transistor) is shorter in gate length, thinner in film thickness, and larger in driving current than a high-breakdown-voltage transistor (high-voltage transistor). In the present embodiment, since a low-voltage transistor is used as the sector select transistor SST, a large read current can be obtained. Therefore, since a large read current can be obtained, information recorded in the memory cell transistor MT can be judged at a high speed, and therefore it is possible to realize high-speed reading.

동일한 열에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인을 공통 접속하는 로컬 비트선 LBL은, 섹터 셀렉트 트랜지스터(섹터 선택 트랜지스터) SST의 소스에 각각 접속되어 있다.The local bit lines LBL for commonly connecting the drains of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same column are connected to the sources of the sector select transistors (sector select transistors) SST, respectively.

동일한 열에 존재하는 복수의 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인은, 메인 비트선(제2 비트선, 글로벌 비트선) MBL에 의해 공통 접속되어 있다.The drains of the plurality of sector select transistors SST existing in the same column are commonly connected by a main bit line (second bit line, global bit line) MBL.

또한, 도 1에 있어서는, 복수의 메인 비트선 MBL 중의 메인 비트선 MBL1, MBL2이 도시되어 있다. 로컬 비트선 LBL은 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST를 개재하여 메인 비트선 MBL에 접속되어 있다.1, main bit lines MBL1 and MBL2 in a plurality of main bit lines MBL are shown. The local bit line LBL is connected to the main bit line MBL via the sector select transistor SST.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트는 섹터 셀렉트선(섹터 선택선) SSL에 의해 공통 접속되어 있다.The gates of the sector select transistors SST are commonly connected by a sector select line (sector select line) SSL.

또한, 도 1에 있어서는, 복수의 섹터 셀렉트선 SSL 중의 섹터 셀렉트선 SSL11, SSL12, SSL21, SSL22을 도시하고 있다.1, sector select lines SSL11, SSL12, SSL21, and SSL22 of a plurality of sector select lines SSL are shown.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인을 공통 접속하는 복수의 메인 비트선 MBL은, 열 디코더(12)에 접속되어 있다. 열 디코더(12)는 복수의 메인 비트선 MBL의 전위를 각각 제어하는 것이다. 열 디코더(12)는 비교적 낮은 전압으로 동작하는 저전압 회로에 의해 형성되어 있다. 저전압 회로는 내압이 비교적 낮은 한편, 고속으로 동작할 수 있는 회로이다.A plurality of main bit lines MBL for commonly connecting the drains of the sector select transistors SST are connected to the column decoder 12. [ The column decoder 12 controls the potentials of the plurality of main bit lines MBL, respectively. The column decoder 12 is formed by a low voltage circuit operating at a relatively low voltage. A low-voltage circuit is a circuit that can operate at a high speed while having a relatively low withstand voltage.

열 디코더(12)의 저전압 회로에는 저전압 트랜지스터(저내압 트랜지스터)(112N, 112P)(도 25 참조)가 이용되고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 열 디코더(12)에는, 정격 전압이 예를 들어 5 V인 저전압 트랜지스터(5 VTr)가 이용되고 있다. 열 디코더(12)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 내압은, 예를 들어 8 V 정도이다. 또한, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 게이트 절연막(78)(도 25 참조)의 막 두께는, 예를 들어 11 ㎚ 정도이다. 열 디코더(12)에 저전압 트랜지스터(112N, 112P)를 이용하고 있는 것은, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 고속으로 판독하는 것을 가능하게 하기 때문이다. Low-voltage transistors (low-voltage transistors) 112N and 112P (see Fig. 25) are used for the low-voltage circuit of the column decoder 12. [ As shown in Fig. 6, a low-voltage transistor 5 VTr having a rated voltage of, for example, 5 V is used for the column decoder 12. [ The internal voltages of the low-voltage transistors 112N and 112P used in the column decoder 12 are, for example, about 8V. The film thickness of the gate insulating film 78 (see FIG. 25) of the low-voltage transistors 112N and 112P used in the column decoder 12 is, for example, about 11 nm. The use of the low-voltage transistors 112N and 112P in the column decoder 12 makes it possible to read the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed.

열 디코더(12)에는 메인 비트선 MBL에 흐르는 전류를 검출하기 위한 센스 앰프(13)가 접속되어 있다.The column decoder 12 is connected to a sense amplifier 13 for detecting a current flowing through the main bit line MBL.

센스 앰프(13)에는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)(도 25 참조)가 이용되고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 센스 앰프(13)에는, 정격 전압이 5 V인 저전압 트랜지스터(5 VTr)가 이용되고 있다. 센스 앰프(13)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터의 내압은, 예를 들어 8 V 정도이다. 또한, 센스 앰프(13)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 게이트 절연막(78)(도 25 참조)의 막 두께는, 예를 들어 11 ㎚ 정도이다. 센스 앰프(13)에 저전압 트랜지스터(112N, 112P)가 이용되고 있기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 고속으로 판정할 수 있고, 나아가서는, 고속 판독을 실현하는 것이 가능하다.The sense amplifier 13 uses low-voltage transistors 112N and 112P (see Fig. 25). As shown in Fig. 6, the sense amplifier 13 uses a low-voltage transistor 5 VTr having a rated voltage of 5V. The breakdown voltage of the low-voltage transistor used in the sense amplifier 13 is, for example, about 8V. The film thickness of the gate insulating film 78 (see FIG. 25) of the low-voltage transistors 112N and 112P used in the sense amplifier 13 is, for example, about 11 nm. Since the sense amplifier 13 uses the low-voltage transistors 112N and 112P, information recorded in the memory cell transistor MT can be judged at a high speed, and further, high-speed reading can be realized.

메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트(34a)를 공통 접속하는 복수의 워드선 WL은, 행 디코더(14)에 접속되어 있다. 행 디코더(14)는 복수의 워드선 WL의 전위를 각각 제어하는 것이다. 행 디코더(14)는 고전압 회로(고내압 회로)에 의해 형성되어 있다. 고전압 회로는 동작 속도가 비교적 느린 한편, 내압이 비교적 높은 회로이다. 행 디코더(14)의 고전압 회로에는 고전압 트랜지스터(고내압 트랜지스터)(110N, 110P)(도 2, 도 25 참조)가 이용되고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 행 디코더(14)에는 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)가 이용되고 있다. 행 디코더(14)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 행 디코더(14)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.A plurality of word lines WL connected in common to the control gates 34a of the memory cell transistors MT are connected to the row decoder 14. [ The row decoder 14 controls the potentials of the plurality of word lines WL. The row decoder 14 is formed by a high voltage circuit (high voltage circuit). The high-voltage circuit is a relatively high-breakdown-voltage circuit while the operation speed is relatively low. High voltage transistors (high breakdown voltage transistors) 110N and 110P (see Figs. 2 and 25) are used for the high voltage circuit of the row decoder 14. As shown in Fig. 6, the high-voltage transistor 10 VTr having a rated voltage of, for example, 10 V is used for the row decoder 14. [ The breakdown voltage of the high breakdown voltage transistors 110N and 110P used in the row decoder 14 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the row decoder 14 is, for example, about 16 nm.

또한, 행 디코더(14)에 고내압 트랜지스터(110N, 110P)를 이용하고 있는 것은, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보를 기록할 때나, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 워드선 WL에 고전압을 인가하기 때문이다.The reason why the high breakdown voltage transistors 110N and 110P are used in the row decoder 14 is that when writing information to the memory cell transistor MT and erasing the information recorded in the memory cell transistor MT, This is because the high voltage is applied.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트를 공통 접속하는 복수의 섹터 셀렉트선 SSL은 제어 회로(제어부)(23)에 접속되어 있다. 제어 회로(23)는 복수의 섹터 셀렉트선 SSL의 전위를 각각 제어하는 것이다. 제어 회로(23)는 비교적 낮은 전압으로 동작하는 저전압 회로에 의해 형성되어 있다.A plurality of sector select lines SSL for commonly connecting the gates of the sector select transistors SST are connected to a control circuit (control section) The control circuit 23 controls the potentials of the plurality of sector select lines SSL. The control circuit 23 is formed by a low-voltage circuit operating at a relatively low voltage.

제어 회로(23)에는 저전압 회로가 이용되고 있다. 제어 회로(23)의 저전압 회로에는, 저전압 트랜지스터(저내압 트랜지스터)(112N, 112P)(도 25 참조)가 이용되고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제어 회로(23)에는, 정격 전압이 예를 들어 5 V인 저전압 트랜지스터(5 VTr)가 이용되고 있다. 제어 회로(23)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 내압은, 예를 들어 8 V 정도이다. 또한, 제어 회로(23)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 게이트 절연막(78)의 막 두께는, 예를 들어 11 ㎚ 정도이다. 제어 회로(23)에 저전압 트랜지스터(112N, 112P)를 이용하고 있는 것은, 섹터 SCT의 선택을 고속으로 행하는 것을 가능하게 하기 때문이다.The control circuit 23 uses a low-voltage circuit. Low-voltage transistors (low-voltage transistors) 112N and 112P (see Fig. 25) are used for the low-voltage circuit of the control circuit 23. As shown in Fig. 6, a low-voltage transistor 5 VTr having a rated voltage of, for example, 5 V is used as the control circuit 23. The internal voltages of the low-voltage transistors 112N and 112P used in the control circuit 23 are, for example, about 8V. The film thickness of the gate insulating film 78 of the low-voltage transistors 112N and 112P used in the control circuit 23 is, for example, about 11 nm. The use of the low-voltage transistors 112N and 112P in the control circuit 23 makes it possible to select the sector SCT at a high speed.

도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 각각의 섹터 SCT에 있어서의 메모리 셀 어레이 영역(2)에는, 반도체 기판(20) 내에 형성된 N형 웰(N형의 확산층)(24)과, N형 웰(24) 내에 형성된 P형 웰(26)이 형성되어 있다. 이러한 구조는 트리플웰이라 칭해진다. 메모리 셀 트랜지스터 MT는 이러한 트리플웰 상에 형성되어 있다.2A, an N-type well (N-type diffusion layer) 24 formed in the semiconductor substrate 20 and an N-type well (N-type diffusion layer) 24 are formed in the memory cell array region 2 of each sector SCT, And a P-type well 26 formed in the well 24 is formed. This structure is referred to as a triple well. The memory cell transistor MT is formed on such a triple well.

도 1에 나타내는 바와 같이, P형 웰(26)은 배선을 통하여 제1 전압 인가 회로(제1 전압 인가부)(15)에 접속되어 있다. 제1 전압 인가 회로(15)는 P형 웰(26)의 전위 VB1를 제어하는 것이다. 제1 전압 인가 회로(15)는 고전압 회로에 의해 형성되어 있다. 제1 전압 인가 회로(15)의 고전압 회로에는, 고내압 트랜지스터(110N, 110P)(도 2, 도 25 참조)가 이용되고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 전압 인가 회로(15)에는 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)가 이용되고 있다. 제1 전압 인가 회로(15)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제1 전압 인가 회로(15)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)(도 25 참조)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.1, the P-type well 26 is connected to a first voltage applying circuit (first voltage applying portion) 15 via a wiring. The first voltage application circuit 15 controls the potential V B1 of the P-type well 26. The first voltage applying circuit 15 is formed by a high voltage circuit. The high-voltage transistors 110N and 110P (see Figs. 2 and 25) are used for the high-voltage circuit of the first voltage application circuit 15. Fig. As shown in FIG. 6, the first voltage application circuit 15 uses a high-voltage transistor 10 VTr having a rated voltage of, for example, 10 V. The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first voltage application circuit 15 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 (see FIG. 25) of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first voltage applying circuit 15 is, for example, about 16 nm.

또한, 제1 전압 인가 회로(15)에 고내압 트랜지스터(110N, 110P)를 이용하고 있는 것은, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, P형 웰(26)에 고전압을 인가해야 하기 때문이다.The use of the high voltage transistors 110N and 110P in the first voltage applying circuit 15 is to apply a high voltage to the P-type well 26 when erasing the information recorded in the memory cell transistor MT Because.

도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 있어서의 반도체 기판(20) 내에는 N형 웰(N형의 확산층)(25)이 형성되어 있다. N형 웰(25) 내에는 P형 웰(74PS)이 형성되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST는 이러한 트리플웰 상에 형성되어 있다.As shown in FIG. 2A, an N-type well (N-type diffusion layer) 25 is formed in the semiconductor substrate 20 in the region 7 where the sector select transistor is formed. In the N-type well 25, a P-type well 74PS is formed. The sector select transistor SST is formed on such a triple well.

도 1에 나타내는 바와 같이, P형 웰(74PS)은 배선을 통하여 제2 전압 인가 회로(제2 전압 인가부)(17)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 전압 인가 회로(16)는 P형 웰(74PS)의 전위 VB2를 제어하는 것이다. 제2 전압 인가 회로(16)는 저전압 회로에 의해 형성되어 있다. 제2 전압 인가 회로(17)의 저전압 회로에는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)(도 25 참조)가 이용되고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 제2 전압 인가 회로(17)에는 정격 전압이 예를 들어 5 V인 저전압 트랜지스터(5 VTr)가 이용되고 있다. 제2 전압 인가 회로(17)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 내압은, 예를 들어 8 V 정도이다. 또한, 제2 전압 인가 회로(17)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 게이트 절연막(78)(도 25 참조)의 막 두께는, 예를 들어 11 ㎚ 정도이다.As shown in Fig. 1, the P-type well 74PS is electrically connected to the second voltage applying circuit (second voltage applying portion) 17 via wiring. The second voltage application circuit 16 controls the potential V B2 of the P-type well 74PS. The second voltage applying circuit 16 is formed by a low voltage circuit. The low-voltage transistors 112N and 112P (see Fig. 25) are used in the low-voltage circuit of the second voltage application circuit 17. Fig. As shown in Fig. 6, the second voltage applying circuit 17 uses a low-voltage transistor 5 VTr having a rated voltage of, for example, 5V. The internal voltages of the low-voltage transistors 112N and 112P used in the second voltage application circuit 17 are, for example, about 8V. The film thickness of the gate insulating film 78 (see FIG. 25) of the low-voltage transistors 112N and 112P used in the second voltage applying circuit 17 is, for example, about 11 nm.

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 구조를 도 2 내지 도 5를 이용하여 설명한다. 도 3은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀 어레이를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3의 A-A' 단면도이다. 도 5는 도 3의 B-B' 단면도이다.Next, the structure of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG. 3 is a plan view showing a memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. 4 is a cross-sectional view along the line A-A 'in Fig. 5 is a sectional view taken along the line B-B 'in Fig.

반도체 기판(20)에는 소자 영역(21)을 획정하는 소자 분리 영역(22)이 형성되어 있다. 반도체 기판(20)으로서는, 예를 들어 P형의 실리콘 기판이 이용되고 있다. 소자 분리 영역(22)은, 예를 들어 STI(Shallow Trench Isolation)법에 의해 형성되어 있다.In the semiconductor substrate 20, an element isolation region 22 for defining the element region 21 is formed. As the semiconductor substrate 20, for example, a P-type silicon substrate is used. The element isolation region 22 is formed by, for example, STI (Shallow Trench Isolation) method.

도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 있어서의 반도체 기판(20) 내에는, N형 웰(N형의 확산층)(24)이 형성되어 있다. 이러한 N형 웰(24)은 각각의 섹터 SCT(도 1 참조)마다 형성된다. N형의 웰(24) 내에는 P형 웰(26)이 형성되어 있다. P형 웰(26)은 N형 웰(24)에 의해, 반도체 기판(20)과 전기적으로 분리되어 있다.As shown in FIG. 2A, an N-type well (N-type diffusion layer) 24 is formed in the semiconductor substrate 20 in the memory cell array region 2. This N-type well 24 is formed for each sector SCT (see FIG. 1). In the N-type well 24, a P-type well 26 is formed. The P-type well 26 is electrically separated from the semiconductor substrate 20 by the N-type well 24.

P형 웰(26) 상에는 터널 절연막(28a)을 개재하여 플로팅 게이트(30a)가 형성되어 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 플로팅 게이트(30a)는 각각의 소자 영역(21)마다 전기적으로 분리되어 있다.A floating gate 30a is formed on the P-type well 26 via a tunnel insulating film 28a. As shown in Fig. 5, the floating gate 30a is electrically isolated for each of the device regions 21.

플로팅 게이트(30a) 상에는 절연막(32a)을 개재하여 컨트롤 게이트(34a)가 형성되어 있다. 동일한 행에 존재하는 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트(34a)는 공통 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 플로팅 게이트(30) 상에는, 절연막(32a)을 개재하여 컨트롤 게이트(34a)를 공통 접속하는 워드선 WL이 형성되어 있다.A control gate 34a is formed on the floating gate 30a via an insulating film 32a. The control gates 34a of the memory cell transistors MT existing in the same row are connected in common. In other words, on the floating gate 30, word lines WL for commonly connecting the control gates 34a via the insulating film 32a are formed.

플로팅 게이트(30a)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는 N형의 불순물 확산층(36a, 36c)이 형성되어 있다. 상호 인접하는 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스는 동일한 불순물 확산층(36a)에 의해 형성되어 있다.N-type impurity diffusion layers 36a and 36c are formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the floating gate 30a. The sources of the mutually adjacent memory cell transistors MT are formed by the same impurity diffusion layer 36a.

도 4에 나타내는 바와 같이, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)를 갖는 적층체의 측벽 부분에는 사이드월 절연막(37)이 형성되어 있다.As shown in Fig. 4, a sidewall insulation film 37 is formed on the sidewall portion of the laminate having the floating gate 30a and the control gate 34a.

소스 영역(36a) 상, 드레인 영역(36c) 상, 컨트롤 게이트(34a) 상에는, 예를 들어 코발트 실리사이드로 이루어지는 실리사이드층(38a∼38c)이 각각 형성되어 있다. 소스 확산층(36a) 상의 실리사이드층(38a)은 소스 전극으로서 기능한다. 드레인 확산층(36c) 상의 실리사이드층(38c)은, 드레인 전극으로서 기능한다.On the source region 36a and the drain region 36c and on the control gate 34a are formed silicide layers 38a to 38c made of, for example, cobalt silicide. The silicide layer 38a on the source diffusion layer 36a functions as a source electrode. The silicide layer 38c on the drain diffusion layer 36c functions as a drain electrode.

이렇게 해서, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)와 소스/드레인 확산층(36a, 36c)을 갖는 메모리 셀 트랜지스터 MT가, P형 웰(26) 상에 형성되어 있다.Thus, the memory cell transistor MT having the floating gate 30a, the control gate 34a, and the source / drain diffusion layers 36a and 36c is formed on the P-type well 26. [

섹터 셀렉트 트랜지스터 형성 영역(7)에 있어서의 반도체 기판(20) 내에는 N형 웰(N형의 확산층)(25)이 형성되어 있다. N형 웰(25) 내에는 P형 웰(74PS)이 형성되어 있다. P형 웰(74PS)은 N형 웰(25)에 의해 반도체 기판(20)과 전기적으로 분리되어 있다.An N-type well (N-type diffusion layer) 25 is formed in the semiconductor substrate 20 in the sector select transistor formation region 7. In the N-type well 25, a P-type well 74PS is formed. The P-type well 74PS is electrically separated from the semiconductor substrate 20 by the N-type well 25. [

P형 웰(74PS) 상에는 게이트 절연막(78)을 개재하여 게이트 전극(34d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는 N형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(104)이 형성되어 있다.A gate electrode 34d is formed on the P-type well 74PS with a gate insulating film 78 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 104, which is an N-type impurity diffusion layer, is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d.

이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가, P형 웰(74PS) 상에 형성되어 있다.In this way, the sector select transistor SST having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed on the P-type well 74PS.

P형 웰(74PS)과 P형 웰(26)은 N형 웰(24, 25)에 의해 전기적으로 서로 분리되어 있다.The P-type well 74PS and the P-type well 26 are electrically separated from each other by the N-type wells 24 and 25.

도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인 확산층(36c)은, 로컬 비트선 LBL에 의해 전기적으로 접속되어 있다.As shown in FIG. 2A, the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the drain diffusion layer 36c of the memory cell transistor MT are electrically connected by the local bit line LBL.

또한, 열 디코더가 형성되는 영역(27)에는 P형 웰(74P)이 형성되어 있다. P형 웰(74P) 상에는 게이트 절연막(78)을 개재하여 게이트 전극(34d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34a)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는 N형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(104)이 형성되어 있다.A P-type well 74P is formed in the region 27 where the column decoder is formed. A gate electrode 34d is formed on the P-type well 74P with a gate insulating film 78 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 104, which is an N-type impurity diffusion layer, is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34a.

이렇게 해서, 열 디코더가 형성되는 영역(27)에 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 저전압 N채널 트랜지스터(112N)가 형성되어 있다.Thus, the low-voltage N-channel transistor 112N having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed in the region 27 where the column decoder is formed.

도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 열 디코더(12)의 저전압 N채널 트랜지스터(112N)의 소스 확산층(104)과, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인 확산층(104)은, 메인 비트선 MBL에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 저전압 N채널 트랜지스터(112N)의 드레인 확산층(104)은 열 디코더(12)의 내부 회로(저전압 회로)에 접속되어 있다.The source diffusion layer 104 of the low voltage N-channel transistor 112N of the column decoder 12 and the drain diffusion layer 104 of the sector select transistor SST are connected to each other by the main bit line MBL And are electrically connected. The drain diffusion layer 104 of the low-voltage N-channel transistor 112N is connected to the internal circuit (low voltage circuit) of the column decoder 12.

또한, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(20) 내에는 N형 웰(N형의 확산층)(25)이 형성되어 있다. N형 웰(25) 내에는 P형 웰(72P)이 형성되어 있다. P형 웰(72P)은 N형 웰(25)에 의해 반도체 기판(20)과 전기적으로 분리되어 있다.2 (b), an N-type well (N-type diffusion layer) 25 is formed in the semiconductor substrate 20. The N- In the N-type well 25, a P-type well 72P is formed. The P-type well 72P is electrically separated from the semiconductor substrate 20 by the N-type well 25. [

P형 웰(72P) 상에는 게이트 절연막(76)을 개재하여 게이트 전극(34c)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는 N형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(96)이 형성되어 있다.A gate electrode 34c is formed on the P-type well 72P with a gate insulating film 76 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 96, which is an N-type impurity diffusion layer, is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c.

이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(96)을 갖는 고내압 N채널 트랜지스터(110N)가 P형 웰(72P) 상에 형성되어 있다.Thus, the high-voltage N-channel transistor 110N having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 96 is formed on the P-type well 72P.

또한, 반도체 기판(20) 내에는 N형 웰(72N)이 형성되어 있다. N형 웰(72N) 상에는 게이트 절연막(76)을 개재하여 게이트 전극(34c)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는, P형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(100)이 형성되어 있다.In addition, an N-type well 72N is formed in the semiconductor substrate 20. A gate electrode 34c is formed on the N-type well 72N with a gate insulating film 76 interposed therebetween. In the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c, a source / drain diffusion layer 100 which is a P type impurity diffusion layer is formed.

이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(100)을 갖는 고내압 P채널 트랜지스터(110P)가 형성되어 있다.Thus, a high breakdown voltage P-channel transistor 110P having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 100 is formed.

메모리 셀 트랜지스터 MT, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST, 저전압 트랜지스터(112N, 112P), 고내압 트랜지스터(110N, 110P) 등이 형성된 반도체 기판(20) 상에는, 층간 절연막(40)이 형성되어 있다(도 4, 도 5, 도 24, 도 25 참조). 층간 절연막(40)은, 예를 들어 실리콘 질화막(114)과, 실리콘 질화막(114) 상에 형성된 실리콘 산화막(116)에 의해 형성되어 있다(도 24, 도 25 참조).The interlayer insulating film 40 is formed on the semiconductor substrate 20 on which the memory cell transistor MT, the sector select transistor SST, the low voltage transistors 112N and 112P and the high voltage transistors 110N and 110P are formed 5, Fig. 24, Fig. 25). The interlayer insulating film 40 is formed of, for example, a silicon nitride film 114 and a silicon oxide film 116 formed on the silicon nitride film 114 (see FIGS. 24 and 25).

층간 절연막(40)에는 소스 전극(38a), 드레인 전극(38b)에 각각 달하는 컨택트홀(42)이 형성되어 있다.In the interlayer insulating film 40, contact holes 42 each corresponding to the source electrode 38a and the drain electrode 38b are formed.

컨택트홀(42) 내에는, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(44)가 매립되어 있다.A conductor plug 44 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 42.

도체 플러그(44)가 매립된 층간 절연막(40) 상에는 배선(제1 금속 배선층)(46)이 형성되어 있다.A wiring (first metal wiring layer) 46 is formed on the interlayer insulating film 40 in which the conductor plug 44 is buried.

배선(46)이 형성된 층간 절연막(40) 상에는 층간 절연막(48)이 형성되어 있다.An interlayer insulating film 48 is formed on the interlayer insulating film 40 on which the wiring 46 is formed.

층간 절연막(48)에는 배선(46)에 달하는 컨택트홀(50)이 형성되어 있다.In the interlayer insulating film 48, a contact hole 50 reaching the wiring 46 is formed.

컨택트홀(50) 내에는, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(52)가 매립되어 있다.A conductor plug 52 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 50.

도체 플러그(52)가 매립된 층간 절연막(48) 상에는 배선(제2 금속 배선층)(54)이 형성되어 있다.A wiring (second metal wiring layer) 54 is formed on the interlayer insulating film 48 in which the conductor plug 52 is buried.

배선(54)이 형성된 층간 절연막(48) 상에는 층간 절연막(56)이 형성되어 있다.An interlayer insulating film 56 is formed on the interlayer insulating film 48 on which the wiring 54 is formed.

층간 절연막(56)에는 배선(54)에 달하는 컨택트홀(58)이 형성되어 있다.In the interlayer insulating film 56, a contact hole 58 reaching the wiring 54 is formed.

컨택트홀(58) 내에는, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(60)가 매립되어 있다.A conductor plug 60 made of tungsten, for example, is buried in the contact hole 58.

도체 플러그(60)가 매립된 층간 절연막(56) 상에는 배선(제3 금속 배선층)(62)이 형성되어 있다.A wiring (third metal wiring layer) 62 is formed on the interlayer insulating film 56 in which the conductor plug 60 is buried.

(비휘발성 반도체 기억 장치의 동작)(Operation of nonvolatile semiconductor memory device)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 동작 방법을 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한다. 도 7은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법, 기록 방법 및 소거 방법을 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서 F는 플로팅을 나타내고 있다.Next, an operation method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a diagram showing a reading method, a recording method and an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. In Fig. 7, F represents floating.

(판독 방법)(Reading method)

우선, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법에 대해서 도 7을 이용하여 설명한다.First, a reading method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

또한, 여기서는, 도 1에 있어서 파선 A로 둘러싸인 메모리 셀 MC과 파선 B로 둘러싸인 메모리 셀 MC에 기록된 정보를 판독하는 경우를 예로 설명한다.Here, the case of reading the information recorded in the memory cell MC surrounded by the broken line A and the memory cell MC surrounded by the broken line B in Fig. 1 will be described as an example.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에는, 각부의 전위를 이하와 같이 설정한다.When reading information recorded in the memory cell transistor MT, the potential of each part is set as follows.

즉, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 섹터 선택선 SSL11의 전위를, 예를 들어 1.8 V로 한다. 한편, 선택된 섹터 선택선 SSL11 이외의 섹터 선택선 SSL12, SSL21, SSL22의 전위는 모두 0 V로 한다.That is, the potential of the sector selection line SSL11 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to 1.8 V, for example. On the other hand, the potentials of the sector selection lines SSL12, SSL21, and SSL22 other than the selected sector selection line SSL11 are all 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 메인 비트선(비트선) MBL1, MBL2의 전위를, 예를 들어 0.5 V로 한다.The potentials of the main bit lines (bit lines) MBL1 and MBL2 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected are set to 0.5 V, for example.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 WL11의 전위를, 예를 들어 4.5 V로 한다. 한편, 선택된 워드선 WL11 이외의 워드선 WL12, WL21, WL22의 전위를, 0 V로 한다.Further, the potential of the word line WL11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 4.5 V, for example. On the other hand, the potentials of the word lines WL12, WL21, and WL22 other than the selected word line WL11 are set to 0V.

P형 웰(26)의 전위 VB1은 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(74PS)의 전위 VB2는 모두 0 V로 한다. 소스선 SL의 전위는 모두 0 V로 한다.The potential V B1 of the P-type well 26 is set to 0 V in all cases. In addition, the potential V B2 of the P-type well 74PS is set to 0V. The potential of the source line SL is set to 0 V in all cases.

본 실시형태에서는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 저전압 트랜지스터가 이용되고 있기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에, 충분히 큰 판독 전류가 얻어진다. 충분히 큰 판독 전류가 얻어지기 때문에, 본 실시형태에 따르면, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판정하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판독하는 것이 가능해진다.In the present embodiment, since the low-voltage transistor is used as the sector select transistor SST, a sufficiently large read current can be obtained when the information recorded in the memory cell transistor MT is read. A sufficiently large read current can be obtained. Therefore, according to the present embodiment, information recorded in the memory cell transistor MT can be judged at a high speed. Therefore, according to the present embodiment, information recorded in the memory cell transistor MT can be read at a high speed.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보가 기록되어 있는 경우, 즉, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 정보가 "0"인 경우에는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되어 있다. 이 경우에는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a)과 드레인 확산층(36c)의 사이에 전류가 흐르지 않고, 선택된 메인 비트선 MBL에는 전류가 흐르지 않는다. 이 경우에는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 정보는 "0"이라고 판단된다.When information is recorded in the memory cell transistor MT, that is, when the information of the memory cell transistor MT is "0 ", charge is accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. In this case, no current flows between the source diffusion layer 36a and the drain diffusion layer 36c of the memory cell transistor MT, and no current flows through the selected main bit line MBL. In this case, the information of the memory cell transistor MT is judged to be "0 ".

한편, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보가 소거되어 있는 경우, 즉 메모리 셀의 정보가 "1"인 경우에는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되어 있지 않다. 이 경우에는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a)과 드레인 확산층(36c)의 사이에 전류가 흐르고, 선택된 메인 비트선 MBL에 전류가 흐른다. 선택된 메인 비트선 MBL에 흐르는 전류는 센스 앰프(13)에 의해 검출된다. 이 경우에는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 정보가 "1"이라고 판단된다.On the other hand, when information recorded in the memory cell transistor MT is erased, that is, when the information of the memory cell is "1 ", no charge is accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. In this case, a current flows between the source diffusion layer 36a and the drain diffusion layer 36c of the memory cell transistor MT, and a current flows through the selected main bit line MBL. The current flowing through the selected main bit line MBL is detected by the sense amplifier 13. In this case, it is determined that the information of the memory cell transistor MT is "1 ".

(기록 방법)(Recording method)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 기록 방법에 대해서 도 7을 이용하여 설명한다.Next, a recording method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

또한, 여기서는, 도 1에 있어서 파선 A로 둘러싸인 메모리 셀 MC에 정보를 기록하는 경우를 예로 설명한다.Here, a case where information is recorded in the memory cell MC surrounded by the broken line A in Fig. 1 will be described as an example.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보를 기록할 때에는, 각부의 전위를 이하와 같이 설정한다.When information is written in the memory cell transistor MT, the potential of each part is set as follows.

즉, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 섹터 선택선 SSL11의 전위를, 예를 들어 5 V로 한다. 한편, 선택된 섹터 선택선 SSL11 이외의 섹터 선택선 SSL12, SSL21, SSL22의 전위는 모두 0 V로 한다.That is, the potential of the sector selection line SSL11 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to, for example, 5V. On the other hand, the potentials of the sector selection lines SSL12, SSL21, and SSL22 other than the selected sector selection line SSL11 are all 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 메인 비트선(비트선) MBL1의 전위를, 예를 들어 4 V로 한다. 한편, 선택된 메인 비트선 MBL1 이외의 메인 비트선 MBL2의 전위는 0 V로 한다.Further, the potential of the main bit line (bit line) MBL1 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to, for example, 4V. On the other hand, the potential of the main bit line MBL2 other than the selected main bit line MBL1 is set to 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 WL11의 전위를, 예를 들어 9 V로 한다. 한편, 선택된 워드선 WL11 이외의 워드선 WL12, WL21, WL22의 전위를 0 V로 한다.Further, the potential of the word line WL11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 9 V, for example. On the other hand, the potentials of the word lines WL12, WL21, and WL22 other than the selected word line WL11 are set to 0V.

P형 웰(26)의 전위 VB1은 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(74PS)의 전위 VB2는 모두 0 V로 한다. 소스선 SL의 전위는 모두 0 V로 한다.The potential V B1 of the P-type well 26 is set to 0 V in all cases. In addition, the potential V B2 of the P-type well 74PS is set to 0V. The potential of the source line SL is set to 0 V in all cases.

각부의 전위를 상기한 바와 같이 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a)과 드레인 확산층(36c)의 사이에 전자가 흐르고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a) 내에 전자가 도입된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보가 기록되게 된다.When the electric potential of each part is set as described above, electrons flow between the source diffusion layer 36a and the drain diffusion layer 36c of the memory cell transistor MT and electrons are introduced into the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. As a result, charges are accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT, and information is written in the memory cell transistor MT.

(소거 방법)(Erase method)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 도 7 내지 도 9를 이용하여 설명한다. 도 8은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 타임 차트이다. 또한, 도 8에 있어서의 파선은 0 V의 전위를 나타내고 있다. 도 9는 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 단면도이다.Next, a method of erasing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG. 8 is a time chart showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. The broken line in Fig. 8 indicates a potential of 0V. 9 is a cross-sectional view showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

메모리 셀 어레이에 기록된 정보의 소거는, 예를 들어 섹터 SCT 마다 행해진다. 여기서는, 제1 섹터 SCT1 내에 존재하는 복수의 메모리 셀 MC에 기록된 정보를 일괄하여 소거하는 경우를 예로 설명한다.Erasing of information recorded in the memory cell array is performed for each sector SCT, for example. Here, a case where the information recorded in the plurality of memory cells MC existing in the first sector SCT1 is collectively erased will be described as an example.

본 실시형태에서는, 이하와 같이 하여, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거한다.In the present embodiment, the information recorded in the memory cell transistor MT is erased as follows.

또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 메인 비트선 MBL의 전위는 항상 플로팅으로 한다. 또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 소스선 SL의 전위는, 항상 플로팅으로 한다. 또한, 반도체 기판(20)의 전위는 0 V(접지)로 한다.When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potential of the main bit line MBL is always set to the floating state. When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potential of the source line SL is always set to the floating state. The potential of the semiconductor substrate 20 is set to 0 V (ground).

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 우선 제2 전압 인가 회로(17)에 의해, P형 웰(74PS)의 전위 VB2를 제3 전위 VERS3으로 설정한다. 여기서는, 제3 전위 VERS3을 예를 들어 5 V로 한다.To erase the information recorded in the memory cell transistor MT, the potential V B2 of the P-type well 74PS is first set to the third potential V ERS3 by the second voltage application circuit 17. [ Here, the third potential V ERS3 is set to 5 V, for example.

또한, 섹터 선택선 SSL의 전위를 제2 전위 VERS2로 설정한다. 여기서는, 제2 전위 VERS2를 예를 들어 5 V로 한다.Further, the potential of the sector selection line SSL is set to the second potential V ERS2 . Here, the second potential V ERS2 is set to 5 V, for example.

다음에, 제1 전압 인가 회로(15)에 의해, P형 웰(26)의 전위 VB1을 제1 전위 VERS1로 설정한다. 여기서는, 제1 전위 VERS1을 예를 들어 9 V로 한다.Next, the first voltage application circuit 15 sets the potential V B1 of the P-type well 26 to the first potential V ERS1 . Here, the first potential V ERS1 is set to 9 V, for example.

다음에, 소거의 대상이 되는 제1 섹터 SCT1 내의 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 WL11, WL12의 전위를, 예를 들어 -9 V로 한다. 한편, 소거의 대상이 아닌 제2 섹터 SCT2 내의 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 WL21, WL22의 전위를, 예를 들어 플로팅으로 한다.Next, the potentials of the word lines WL11 and WL12 connected to the memory cells MC in the first sector SCT1 to be erased are set to -9 V, for example. On the other hand, the potentials of the word lines WL21 and WL22 connected to the memory cells MC in the second sector SCT2 that are not to be erased are made floating, for example.

워드선 WL11, WL12의 전위를 예를 들어 -9 V로 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)로부터 전하가 방출된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되어 있지 않은 상태가 되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 정보가 소거되게 된다.When the potential of the word lines WL11 and WL12 is set to, for example, -9 V, charges are discharged from the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. As a result, no charge is accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT, and information of the memory cell transistor MT is erased.

전술한 바와 같이, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1은 예를 들어 9 V로 설정된다. P형 웰(26)의 전위 VERS1이 9 V로 설정되는 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′는, 예를 들어 8.5∼8.7 V 정도가 된다. 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′가 P형 웰(26)에 인가하는 바이어스 전압 VERS1보다 낮아지는 것은, P형 웰(26)과 드레인 확산층(36c)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.As described above, when the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potential (first potential) V ERS1 of the P-type well 26 is set to, for example, 9V . When the potential V ERS1 of the P-type well 26 is set to 9 V, the potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST is about 8.5 to 8.7 V, for example. The reason why the potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 is lower than the bias voltage V ERS1 applied to the P-type well 26 is that the voltage drop by the diode formed by the P-type well 26 and the drain diffusion layer 36c .

P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3가 예를 들어 5 V인 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PS)의 사이의 전위차(VERS1′-VERS3)는, 예를 들어 3.5∼3.7 V 정도가 된다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 8 V 정도이기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PS)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.When the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS is, for example, 5 V, the potential difference (V ERS1 '- VRS3) between the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the P- V ERS3 ) is about 3.5 to 3.7 V, for example. Since the breakdown voltage of the sector select transistor SST is, for example, about 8 V as described above, no breakage occurs between the source diffusion layer 104 and the P-type well 74PS of the sector select transistor SST.

또한, 섹터 선택선 SSL의 전위(제2 전위) VERS2가 예를 들어 5 V인 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104)의 전위차(VERS1′-VERS2)는, 예를 들어 3.5∼3.7 V 정도가 된다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 8 V 정도이기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.In addition, the sector select line SSL of the potential (second electric potential) is V ERS2 For example, if a 5 V, the potential difference (V ERS1 '-V ERS2) of a sector select transistor SST gate electrode (34d) and the source diffusion layer 104 of the For example, about 3.5 to 3.7 V. Since the breakdown voltage of the sector select transistor SST is, for example, about 8 V as described above, there is no breakdown between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104. [

P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3가 예를 들어 5 V로 설정되는 경우, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(112N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′는, 예를 들어 4.5∼4.7 V 정도가 된다. 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(112N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′가 P형 웰(74PS)에 인가하는 바이어스 전압 VERS3보다 낮아지는 것은, P형 웰(74PS)과 드레인 확산층(104)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.When the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS is set to, for example, 5 V, the potential V ERS3 of the source diffusion layer 104 of the low-voltage transistor 112N used in the column decoder 12 Is about 4.5 to 4.7 V, for example. The reason why the potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the low voltage transistor 112N of the column decoder 12 is lower than the bias voltage V ERS3 applied to the P-type well 74PS is that the potential difference between the P- The voltage drop is caused by the diode formed by the diode 104.

열 디코더(12)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 8 V 정도이기 때문에, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(112N) 에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.Since the breakdown voltage of the low voltage transistor used in the column decoder 12 is, for example, about 8 V as described above, the breakdown of the low voltage transistor 112N of the column decoder 12 is not caused.

또한, 각부의 전위는 상기한 바에 한정되는 것은 아니다.The electric potential of each part is not limited to the above.

P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1와 P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS3가 설정된다.The potential of the P-type well 26 (the first potential) V ERS1, and the potential of the P-type well (74PS) (third electric potential) difference between the V ERS3, sector select transistors, each of the electric potential is smaller than the breakdown voltage of the SST V ERS1, V ERS3 is set.

보다 엄밀하게는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′와 P형 웰(74PS)의 전위 VERS3의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 바이어스 전압 VERS1, VERS3이 설정된다.More specifically, the bias voltages V ERS1 and V ERS2 are set so that the difference between the potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the potential V ERS3 of the P-type well 74PS becomes smaller than the breakdown voltage of the sector select transistor SST, V ERS3 is set.

또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 전위(제2 전위) VERS2와 P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS3가 설정된다.The difference between the potential (second potential) V ERS2 of the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the potential (first potential) V ERS1 of the P-type well 26 is smaller than the breakdown voltage of the sector select transistor SST The potentials V ERS1 and V ERS3 are set.

보다 엄밀하게는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 전위 VERS2와 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS2가 설정된다.More strictly speaking, the sector select transistors SST of the potential V ERS1 of the gate electrode potential V ERS2 and the source diffusion layer 104 of (34d) 'difference, is smaller than the breakdown voltage of a sector select transistor SST each potential V ERS1, V ERS2 Is set.

또한, P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3가, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(112N)의 내압보다 작아지도록 P형 웰(74PS)의 전위 VERS3가 설정된다.The potential V ERS3 of the P-type well 74PS is set such that the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS becomes smaller than the breakdown voltage of the low-voltage transistor 112N of the column decoder 12.

보다 엄밀하게는, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(112N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′와 P형 웰(74P)의 전위의 차가, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(112N)의 내압보다 작아지도록 제3 전위 VERS3가 설정된다.More precisely, the difference between the potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the low-voltage transistor 112N of the column decoder 12 and the potential of the P-type well 74P is lower than the potential of the low- The third potential V ERS3 is set so as to be smaller than the breakdown voltage of the transistor Tr3 .

제1 전위 VERS1, 제2 전위 VERS2 및 제3 전위 VERS3가 모두 플러스인 경우에는, 제2 전위 VERS2는 제1 전위 VERS1보다 낮게 설정되고, 제3 전위 VERS3도 제1 전위 VERS1보다 낮게 설정된다.The first potential V ERS1 , the second potential V ERS2 And the third potential V ERS3 are all positive, the second potential V ERS2 is set to be lower than the first potential V ERS1 , and the third potential V ERS3 is also set to be lower than the first potential V ERS1 .

이와 같이, 본 실시형태에서는, P형 웰(74PS)과 P형 웰(26)이 N형 웰(24, 25)에 의해 전기적으로 분리되어 있고, 이러한 P형 웰(74PS) 상에 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 형성되어 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, P형 웰(26)에 인가되는 전압과 상이한 바이어스 전압을 P형 웰(74PS)에 인가하는 것이 가능하다. 이 때문에, 정보를 소거할 때에 P형 웰(26)에 비교적 큰 전압이 인가된 경우라도, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PS)의 사이의 전위차를 비교적 작게 하는 것이 가능해진다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)에 바이어스 전압을 인가함으로써, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104)의 사이의 전위차를, 비교적 작게 하는 것이 가능하다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 내압이 비교적 낮은 저전압 트랜지스터를 이용한 경우라도, 소거 시에 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 있어서 파괴가 생기는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 본 실시형태에서는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 저전압 트랜지스터를 이용하는 것이 가능하기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에, 충분히 큰 판독 전류가 얻어진다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판정하는 것이 가능해지고, 나아가서는 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판독하는 것이 가능해진다.As described above, in this embodiment, the P-type well 74PS and the P-type well 26 are electrically separated by the N-type wells 24 and 25. On the P-type well 74PS, SST is formed. Therefore, in the present embodiment, it is possible to apply a bias voltage different from the voltage applied to the P-type well 26 to the P-type well 74PS when erasing the information recorded in the memory cell transistor MT. Therefore, even when a relatively large voltage is applied to the P-type well 26 at the time of erasing information, it is necessary to relatively reduce the potential difference between the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the P-type well 74PS It becomes possible. It is also possible to make the potential difference between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104 relatively small by applying a bias voltage to the gate electrode 34d of the sector select transistor SST. Therefore, according to the present embodiment, even when a low-voltage transistor having a relatively low internal voltage is used as the sector select transistor SST, it is possible to prevent the sector select transistor SST from being broken at the time of erasing. In the present embodiment, since a low-voltage transistor can be used as the sector select transistor SST, a sufficiently large read current can be obtained when information recorded in the memory cell transistor MT is read. Therefore, according to the present embodiment, information recorded in the memory cell transistor MT can be determined at a high speed, and further, information recorded in the memory cell transistor MT can be read at high speed.

또한, 여기서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 섹터 선택선 SSL의 전위 VERS2를 예를 들어 5 V로 하는 경우를 예로 설명했지만, 섹터 선택선 SSL을 전기적으로 플로팅으로 해도 좋다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)은, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104) 및 P형 웰(74PS)과 용량 결합하고 있다. 이 때문에, 섹터 선택선 SSL을 플로팅 상태로 한 경우에는, P형 웰(74PS)의 전위 VERS3와 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′에 따라서 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 전위가 상승한다. 이 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 섹터 선택선 SSL의 전위를 플로팅으로 한 경우에도, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 P형 웰(74PS)의 사이의 전위차는 비교적 작게 유지된다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스/드레인 확산층(102)의 사이의 전위차도 비교적 작게 유지된다. 이 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 섹터 선택선 SSL의 전위를 플로팅으로 한 경우에도, 소거 시에 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 있어서 파괴가 생기는 것을 방지하는 것이 가능하다.In this example, the case where the potential V ERS2 of the sector select line SSL is 5 V, for example, when erasing the information recorded in the memory cell transistor MT has been described as an example, however, the sector select line SSL may be electrically floating . The gate electrode 34d of the sector select transistor SST is capacitively coupled to the source diffusion layer 104 and the P-type well 74PS of the sector select transistor SST. Therefore, when the sector selection line SSL is set to the floating state, the potential V ERS3 of the P-type well 74PS and the potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST are applied to the gate electrode of the sector select transistor SST So that the potential of the signal line 34d rises. Therefore, even when the potential of the sector selection line SSL is set to be floating when erasing the information recorded in the memory cell transistor MT, the potential difference between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the P-type well 74PS Is kept relatively small. In addition, the potential difference between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source / drain diffusion layer 102 of the sector select transistor SST is also kept relatively small. Therefore, even when the potential of the sector select line SSL is set to be floating when the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, it is possible to prevent the sector select transistor SST from being broken at the time of erasing.

(비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법)(Manufacturing Method of Nonvolatile Semiconductor Memory Device)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 도 10 내지 도 25를 이용하여 설명한다. 도 10 내지 도 25는, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.Next, a manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 25. FIG. 10 to 25 are process sectional views showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

도 10의 (a), 도 11의 (a), 도 12의 (a), 도 13의 (a), 도 14의 (a), 도 15의 (a), 도 16의 (a), 도 17의 (a), 도 18의 (a), 도 19의 (a), 도 20의 (a), 도 21의 (a), 도 22 및 도 24는, 메모리 셀 어레이 영역(코어 영역)(2)을 나타내고 있다. 도 10의 (a), 도 11의 (a), 도 12의 (a), 도 13의 (a), 도 14의 (a), 도 15의 (a), 도 16의 (a), 도 17의 (a), 도 18의 (a), 도 19의 (a), 도 20의 (a), 도 21의 (a), 도 22 및 도 24의 지면 좌측의 도면은, 도 3의 B-B′단면에 대응하고 있다. 도 10의 (a), 도 11의 (a), 도 12의 (a), 도 13의 (a), 도 14의 (a), 도 15의 (a), 도 16의 (a), 도 17의 (a), 도 18의 (a), 도 19의 (a), 도 20의 (a), 도 21의 (a), 도 22 및 도 24의 지면 우측의 도면은, 도 3의 A-A′단면에 대응하고 있다.Figs. 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A, 18A, 19A, 20A, 21A, 22, and 24 show the memory cell array region (core region) 2). Figs. 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A, 18A, 19A, 20A, 21A, 22, and 24, the left side view of the drawing is a view of the BB of FIG. 3 'Section. Figs. 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A, 18A, 19A, 20A, 21A, 22, and 24, the drawing on the right side of the drawing corresponds to AA 'Section.

도 10의 (b), 도 11의 (b), 도 12의 (b), 도 13의 (b), 도 14의 (b), 도 15의 (b), 도 16의 (b), 도 17의 (b), 도 18의 (b), 도 19의 (b), 도 20의 (b), 도 21의 (b), 도 23 및 도 25는, 주변 회로 영역(4)을 나타내고 있다.Figures 10 (b), 11 (b), 12 (b), 13 (b), 14 (b), 15 (b), 16 17 (b), 18 (b), 19 (b), 20 (b), 21 (b), 23 and 25 show the peripheral circuit region 4 .

도 10의 (b), 도 11의 (b), 도 12의 (b), 도 13의 (b), 도 14의 (b), 도 15의 (b), 도 16의 (b), 도 17의 (b), 도 18의 (b), 도 19의 (b), 도 20의 (b), 도 21의 (b), 도 23 및 도 25의 지면 좌측은, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)을 나타내고 있다.Figures 10 (b), 11 (b), 12 (b), 13 (b), 14 (b), 15 (b), 16 17 (b), 18 (b), 19 (b), 20 (b), 21 (b), 23 and 25, And the area 6 is shown.

고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6) 중의 지면 좌측은 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 나타내고 있다. 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)의 지면 우측은, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 나타내고 있다.The region 6 on the left side of the region 6 where the high breakdown voltage transistor is formed represents the region 6N where the high breakdown voltage N-channel transistor is formed. The right side of the region 6N where the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed represents the region 6P where the high-breakdown-voltage P-channel transistor is formed.

고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)의 지면 우측은, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)을 나타내고 있다.The right side of the region 6P where the high breakdown voltage P-channel transistor is formed shows the region 7 where the sector select transistor is formed.

도 10의 (b), 도 11의 (b), 도 12의 (b), 도 13의 (b), 도 14의 (b), 도 15의 (b), 도 16의 (b), 도 17의 (b), 도 18의 (b), 도 19의 (b), 도 20의 (b), 도 21의 (b), 도 23 및 도 25의 지면 우측은, 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)을 나타내고 있다.Figures 10 (b), 11 (b), 12 (b), 13 (b), 14 (b), 15 (b), 16 17 (b), 18 (b), 19 (b), 20 (b), 21 (b), 23 and 25, (8).

저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 중의 지면 좌측은 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 나타내고 있고, 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 중의 지면 우측은 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 나타내고 있다.The left side of the region 8 where the low-voltage transistor is formed represents the region 8N where the low-voltage N-channel transistor is formed, and the right side of the region 8 where the low-voltage transistor is formed is the region 8P).

우선, 도 10에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(20)을 준비한다. 이러한 반도체 기판(20)으로서는, 예를 들어 P형의 실리콘 기판을 준비한다.First, as shown in Fig. 10, a semiconductor substrate 20 is prepared. As the semiconductor substrate 20, for example, a P-type silicon substrate is prepared.

다음에, 전면에, 예를 들어 열산화법에 의해, 예를 들어 막 두께 15 ㎚의 열산화막(64)을 형성한다.Next, a thermal oxidation film 64 having a thickness of 15 nm, for example, is formed on the entire surface by, for example, thermal oxidation.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 예를 들어 막 두께 150 ㎚의 실리콘 질화막(66)을 형성한다.Next, a silicon nitride film 66 having a film thickness of 150 nm, for example, is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, 전면에, 예를 들어 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by, for example, a spin coating method.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 포토레지스트막에 개구부(도시하지 않음)를 형성한다. 이러한 개구부는 실리콘 질화막(66)을 패터닝하기 위한 것이다.Next, an opening (not shown) is formed in the photoresist film by photolithography. This opening is for patterning the silicon nitride film 66.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여 실리콘 질화막(66)을 패터닝한다. 이에 따라, 실리콘 질화막으로 이루어지는 하드 마스크(66)가 형성된다.Next, the silicon nitride film 66 is patterned using the photoresist film as a mask. Thus, a hard mask 66 made of a silicon nitride film is formed.

다음에, 드라이 에칭에 의해, 하드 마스크(66)를 마스크로 하여 반도체 기판(20)을 에칭한다. 이에 따라, 반도체 기판(20)에 홈(68)이 형성된다. 반도체 기판(20)에 형성하는 홈(68)의 깊이는, 반도체 기판(20)의 표면으로부터 예를 들어 400 ㎚로 한다.Next, the semiconductor substrate 20 is etched by dry etching using the hard mask 66 as a mask. Thus, a groove 68 is formed in the semiconductor substrate 20. The depth of the groove 68 formed in the semiconductor substrate 20 is set to 400 nm from the surface of the semiconductor substrate 20, for example.

다음에, 열산화법에 의해, 반도체 기판(20) 중의 노출되어 있는 부분을 산화한다. 이에 따라, 반도체 기판(20) 중의 노출되어 있는 부분에 실리콘 산화막(도시하지 않음)이 형성된다.Next, the exposed portion of the semiconductor substrate 20 is oxidized by thermal oxidation. As a result, a silicon oxide film (not shown) is formed on the exposed portion of the semiconductor substrate 20.

다음에, 전면에, 고밀도 플라즈마 CVD법에 의해, 예를 들어 막 두께 700 ㎚의 실리콘 산화막(22)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 22 having a thickness of 700 nm, for example, is formed on the entire surface by a high-density plasma CVD method.

다음에, CMP(Chemical Mechanical Polishing, 화학적 기계적 연마)법에 의해, 실리콘 질화막(66)의 표면이 노출될 때까지 실리콘 산화막(22)을 연마한다. 이렇게 해서, 실리콘 산화막으로 이루어지는 소자 분리 영역(22)이 형성된다(도 11 참조).Next, the silicon oxide film 22 is polished by CMP (Chemical Mechanical Polishing) until the surface of the silicon nitride film 66 is exposed. Thus, an element isolation region 22 made of a silicon oxide film is formed (see FIG. 11).

다음에, 소자 분리 영역(22)을 경화시키기 위한 열처리를 행한다. 열처리 조건은, 예를 들어 질소 분위기 중에서 900℃, 30분으로 한다.Next, a heat treatment for curing the element isolation region 22 is performed. The heat treatment conditions are, for example, 900 占 폚 for 30 minutes in a nitrogen atmosphere.

다음에, 웨트 에칭에 의해, 실리콘 질화막(66)을 제거한다.Next, the silicon nitride film 66 is removed by wet etching.

다음에, 도 12에 나타내는 바와 같이, 열산화법에 의해, 반도체 기판(20)의 표면에 희생 산화막(69)을 성장한다.Next, as shown in Fig. 12, a sacrifice oxide film 69 is grown on the surface of the semiconductor substrate 20 by thermal oxidation.

다음에, 도 13에 나타내는 바와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2)에, N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(24)을 형성한다. 또한, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에도, N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(25)을 형성한다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에도, N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(25)을 형성한다. 또한, 메모리 셀 어레이 영역(2)에, 매립 확산층(24)보다도 얕게 P형의 도펀트 불순물을 주입함으로써, P형의 웰(26)을 형성한다. 또한, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에, 매립 확산층(25)보다도 얕게 P형의 도펀트 불순물을 주입함으로써, P형의 웰(72P)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 13, an N-type buried diffusion layer 24 is formed by deeply implanting N-type dopant impurities into the memory cell array region 2. An N-type buried diffusion layer 25 is also formed by implanting an N-type dopant impurity deep into the region 6N where the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed. The N type buried diffusion layer 25 is also formed by implanting N type dopant impurities deep into the region 7 where the sector select transistor is formed. A P-type well 26 is formed by implanting a P-type dopant impurity into the memory cell array region 2 shallower than the buried diffusion layer 24. The P-type well 72P is formed by implanting a P-type dopant impurity shallower than the buried diffusion layer 25 in the region 6N where the high-voltage N-channel transistor is formed.

다음에, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에, N형의 확산층(70)을 프레임형으로 형성한다. 이러한 프레임형의 확산층(70)은, 반도체 기판(20)의 표면으로부터 매립 확산층(25)의 주연부에 이르도록 형성한다. P형의 웰(72P)은 매립 확산층(25)과 확산층(70)에 의해 둘러싸인 상태가 된다.Next, in the region 6N in which the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed, the N-type diffusion layer 70 is formed in a frame shape. This frame-type diffusion layer 70 is formed so as to extend from the surface of the semiconductor substrate 20 to the periphery of the buried diffusion layer 25. [ The P type well 72P is surrounded by the buried diffusion layer 25 and the diffusion layer 70. [

또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에도 N형의 확산층(70)을 프레임형으로 형성한다. 이러한 프레임형의 확산층(70)은, 반도체 기판(20)의 표면으로부터 매립 확산층(25)의 주연부에 이르도록 형성한다.The N-type diffusion layer 70 is also formed in the frame 7 in the region 7 where the sector select transistor is formed. This frame-type diffusion layer 70 is formed so as to extend from the surface of the semiconductor substrate 20 to the periphery of the buried diffusion layer 25. [

또한, 도시하지 않지만, 메모리 셀 어레이 영역(2)의 P형의 웰(26)도, 매립 확산층(24)과 프레임형의 확산층(70)에 의해 둘러싸인 상태가 된다.Although not shown, the P-type well 26 of the memory cell array region 2 is also surrounded by the buried diffusion layer 24 and the frame-shaped diffusion layer 70.

다음에, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)에 N형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, N형의 웰(72N)을 형성한다.Next, an N-type well 72N is formed by introducing an N-type dopant impurity into the region 6P where the high-breakdown-voltage P-channel transistor is formed.

다음에, 메모리 셀 어레이 영역(2)에, 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the memory cell array region 2 (not shown).

다음에, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)과, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the region 6N where the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed and the region 6P where the high breakdown voltage P-channel transistor is formed (not shown).

다음에, 반도체 기판(20)의 표면에 존재하는 희생 산화막(69)을 에칭 제거한다.Next, the sacrifice oxide film 69 existing on the surface of the semiconductor substrate 20 is removed by etching.

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 막 두께 10 ㎚의 터널 절연막(28)을 형성한다(도 14 참조).Next, a tunnel insulating film 28 having a thickness of 10 nm is formed on the entire surface by thermal oxidation (see Fig. 14).

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 90 ㎚의 폴리실리콘막(30)을 형성한다. 이러한 폴리실리콘막(30)으로서는, 불순물이 도핑된 폴리실리콘막을 형성한다.Next, a polysilicon film 30 having a film thickness of 90 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD. As the polysilicon film 30, a polysilicon film doped with an impurity is formed.

다음에, 메모리 셀 영역(2)의 폴리실리콘막(30)을 패터닝하고, 주변 회로 영역(4)에 존재하는 폴리실리콘막(30)을 에칭 제거한다.Next, the polysilicon film 30 in the memory cell region 2 is patterned, and the polysilicon film 30 existing in the peripheral circuit region 4 is etched away.

다음에, 전면에, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막과 실리콘 산화막을 순차 적층하여 이루어지는 절연막(ONO막)(32)을 형성한다. 이러한 절연막(32)은, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)를 절연하기 위한 것이다.Next, an insulating film (ONO film) 32 formed by sequentially laminating a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film on the entire surface is formed. This insulating film 32 is for insulating the floating gate 30a and the control gate 34a.

다음에, 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)에, P형의 도펀트 불순물을 도입함으로써 P형의 웰(74P)을 형성한다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 P형의 도펀트 불순물을 도입함으로써 P형의 웰(74PS)을 형성한다.Next, a P-type well 74P is formed by introducing a P-type dopant impurity into the region 8N where the low-voltage N-channel transistor is formed. A P-type well 74PS is formed by introducing a P-type dopant impurity into the region 7 where the sector select transistor is formed.

다음에, 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)에, N형의 도펀트 불순물을 도입함으로써 N형의 웰(74N)을 형성한다.Next, an N-type well 74N is formed by introducing an N-type dopant impurity into the region 8P in which the low-voltage P-channel transistor is formed.

다음에, 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)과, 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)과, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the region 8N where the low-voltage N-channel transistor is formed, the region 8P where the low-voltage P-channel transistor is formed, and the region 7 where the sector select transistor is formed (not shown).

다음에, 주변 회로 영역(4)에 존재하는 절연막(ONO막)(32)을 에칭 제거한다.Next, the insulating film (ONO film) 32 present in the peripheral circuit region 4 is removed by etching.

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 예를 들어 막 두께 9 ㎚의 게이트 절연막(76)을 형성한다(도 15 참조).Next, a gate insulating film 76 having a thickness of 9 nm, for example, is formed on the entire surface by thermal oxidation (see FIG. 15).

다음에, 웨트 에칭에 의해, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7) 및 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)에 존재하는 게이트 절연막(76)을 제거한다.Next, the region 7 where the sector select transistor is formed and the gate insulating film 76 existing in the region 8 where the low-voltage transistor is formed are removed by wet etching.

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 예를 들어 막 두께 11 ㎚의 게이트 절연막(78)을 형성한다. 이에 따라, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7) 및 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)에 있어서는, 예를 들어 막 두께 11 ㎚의 게이트 절연막(78)이 형성된다. 한편, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)에 있어서는, 게이트 절연막(76)의 막 두께는 예컨대 16 ㎚ 정도가 된다(도 16 참조).Next, a gate insulating film 78 having a film thickness of, for example, 11 nm is formed on the entire surface by thermal oxidation. Thus, in the region 7 where the sector select transistor is formed and the region 8 where the low-voltage transistor is formed, for example, a gate insulating film 78 with a film thickness of 11 nm is formed. On the other hand, in the region 6 where the high breakdown voltage transistor is formed, the film thickness of the gate insulating film 76 is, for example, about 16 nm (see FIG. 16).

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 예를 들어 막 두께 180 ㎚의 폴리실리콘막(34)을 형성한다.Next, a polysilicon film 34 having a thickness of, for example, 180 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, 전면에, 반사 방지막(80)을 형성한다(도 17 참조).Next, an antireflection film 80 is formed on the entire surface (see FIG. 17).

다음에, 도 18에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 반사 방지막(80), 폴리실리콘막(34), 절연막(32) 및 폴리실리콘막(30)을 드라이 에칭한다. 이에 따라, 폴리실리콘으로 이루어지는 플로팅 게이트(30a)와, 폴리실리콘으로 이루어지는 컨트롤 게이트(34a)를 갖는 적층체가, 메모리 셀 어레이 영역(2) 내에 형성된다.18, the antireflection film 80, the polysilicon film 34, the insulating film 32, and the polysilicon film 30 are dry-etched by using the photolithography technique. As a result, a laminate having a floating gate 30a made of polysilicon and a control gate 34a made of polysilicon is formed in the memory cell array region 2.

다음에, 열산화법에 의해, 플로팅 게이트(30a)의 측벽 부분 및 컨트롤 게이트(34a)의 측벽 부분에, 실리콘 산화막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a silicon oxide film (not shown) is formed on the sidewall portions of the floating gate 30a and the sidewall portions of the control gate 34a by thermal oxidation.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 메모리 셀 어레이 영역(2)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the memory cell array region 2 is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 플로팅 게이트(30a)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, 불순물 확산층(36a, 36c)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Accordingly, the impurity diffusion layers 36a and 36c are formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the floating gate 30a. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

이렇게 해서, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)와 소스/드레인 확산층(36a, 36c)을 갖는 메모리 셀 트랜지스터 MT가 형성된다.Thus, the memory cell transistor MT having the floating gate 30a, the control gate 34a, and the source / drain diffusion layers 36a and 36c is formed.

다음에, 열산화법에 의해, 플로팅 게이트(30a)의 측벽 부분 및 컨트롤 게이트(34a)의 측벽 부분에 실리콘 산화막(82)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 82 is formed on the sidewall portion of the floating gate 30a and the sidewall portion of the control gate 34a by thermal oxidation.

다음에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 50 ㎚의 실리콘 질화막(84)을 형성한다.Next, a silicon nitride film 84 having a thickness of 50 nm is formed by, e.g., CVD.

다음에, 드라이 에칭에 의해, 실리콘 질화막(84)을 이방성 에칭함으로써, 실리콘 질화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(84)을 형성한다. 이때, 반사 방지막(80)이 에칭 제거되게 된다.Next, the silicon nitride film 84 is anisotropically etched by dry etching to form a sidewall insulation film 84 made of a silicon nitride film. At this time, the antireflection film 80 is etched away.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)과 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)의 폴리실리콘막(34)을 패터닝한다. 이에 따라, 폴리실리콘막(34)으로 이루어지는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 전극(34c)이 형성된다. 또한, 폴리실리콘(34)으로 이루어지는 저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 게이트 전극(34d)이 형성된다. 또한, 폴리실리콘(34)으로 이루어지는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)이 형성된다.Next, using the photolithography technique, the region 6 in which the high breakdown voltage transistor is formed and the polysilicon film 34 in the region 8 in which the low voltage transistor is formed are patterned. Thus, the gate electrodes 34c of the high voltage transistors 110N and 110P made of the polysilicon film 34 are formed. Further, the gate electrode 34d of the low-voltage transistors 112N and 112P made of polysilicon 34 is formed. In addition, the gate electrode 34d of the sector select transistor SST made of polysilicon 34 is formed.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6N in which the high-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 N채널 트랜지스터(110N)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 저농도 확산층(86)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, the N type lightly doped diffusion layer 86 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-voltage N-channel transistor 110N. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6P in which the high voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 P채널 트랜지스터(110P)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 저농도 확산층(88)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type low-concentration diffusion layer 88 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage P-channel transistor 110P. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)을 노출하는 개구부(도시하지 않음) 및 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing an opening (not shown) exposing the region 7 where the sector select transistor is formed and an area 8N where the low voltage N-channel transistor is formed is formed by photolithography, Is formed on the photoresist film.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 저농도 확산층(90)이 형성된다. 저전압 N채널 트랜지스터(112N)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 저농도 확산층(90)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, the N type lightly doped diffusion layer 90 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the sector select transistor SST. An N-type lightly doped diffusion layer 90 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the low-voltage N-channel transistor 112N. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8P in which the low-voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 저전압 P채널 트랜지스터(112P)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 저농도 확산층(92)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다(도 19 참조).Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type lightly doped diffusion layer 92 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the low-voltage P-channel transistor 112P. Thereafter, the photoresist film is peeled off (see Fig. 19).

다음에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 100 ㎚의 실리콘 산화막(93)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 93 having a thickness of 100 nm is formed by, e.g., CVD.

다음에, 드라이 에칭에 의해, 실리콘 산화막(93)을 이방성 에칭한다. 이에 따라, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)를 갖는 적층체의 측벽 부분에, 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다. 또한, 게이트 전극(34c, 34d)의 측벽 부분에 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다.Next, the silicon oxide film 93 is anisotropically etched by dry etching. Thus, a sidewall insulating film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portion of the laminate having the floating gate 30a and the control gate 34a. A sidewall insulation film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portions of the gate electrodes 34c and 34d.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6N in which the high-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 N채널 트랜지스터(110N)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 고농도 확산층(94)이 형성된다. N형의 저농도 확산층(86)과 N형의 고농도 확산층(94)에 의해 LDD 구조의 N형의 소스/드레인 확산층(96)이 형성된다. 이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(96)을 갖는 고내압 N채널 트랜지스터(110N)가 형성된다. 고내압 N채널 트랜지스터(110N)는 고전압 회로(고내압 회로)에 이용된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, an N-type high-concentration diffusion layer 94 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage N-channel transistor 110N. An N-type source / drain diffusion layer 96 of an LDD structure is formed by the N-type low-concentration diffusion layer 86 and the N-type high-concentration diffusion layer 94. Thus, the high-breakdown-voltage N-channel transistor 110N having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 96 is formed. The high breakdown voltage N-channel transistor 110N is used in a high voltage circuit (high breakdown voltage circuit). Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6P in which the high voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 P채널 트랜지스터(110P)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에 P형의 고농도 확산층(98)이 형성된다. P형의 저농도 확산층(88)과 P형의 고농도 확산층(98)에 의해, LDD 구조의 P형의 소스/드레인 확산층(100)이 형성된다. 이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(100)을 갖는 고내압 P채널 트랜지스터(110P)가 형성된다. 고내압 P채널 트랜지스터(110P)는 고전압 회로(고내압 회로)에 이용된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type high-concentration diffusion layer 98 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage P-channel transistor 110P. The P-type source / drain diffusion layer 100 of the LDD structure is formed by the P-type low-concentration diffusion layer 88 and the P-type high-concentration diffusion layer 98. Thus, a high breakdown voltage P-channel transistor 110P having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 100 is formed. The high breakdown voltage p-channel transistor 110P is used in a high voltage circuit (high breakdown voltage circuit). Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)을 노출하는 개구부(도시하지 않음) 및 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing an opening (not shown) exposing the region 7 where the sector select transistor is formed and an area 8N where the low voltage N-channel transistor is formed is formed by photolithography, Is formed on the photoresist film.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에 N형의 고농도 확산층(102)이 형성된다. 또한, 저전압 N채널 트랜지스터(112N)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에 N형의 고농도 확산층(102)이 형성된다. N형의 저농도 확산층(90)과 N형의 고농도 확산층(102)에 의해, LDD 구조의 N형의 소스/드레인 확산층(104)이 형성된다. 이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 형성된다. 또한, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 저전압 N채널 트랜지스터(112N)가 형성된다. 저전압 N채널 트랜지스터(112N)는 저전압 회로에 이용된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, an N-type high concentration diffusion layer 102 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the sector select transistor SST. An N-type high-concentration diffusion layer 102 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the low-voltage N-channel transistor 112N. An N-type source / drain diffusion layer 104 of an LDD structure is formed by the N-type low-concentration diffusion layer 90 and the N-type high-concentration diffusion layer 102. Thus, the sector select transistor SST having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed. Further, a low-voltage N-channel transistor 112N having a gate electrode 34d and a source / drain diffusion layer 104 is formed. The low voltage N-channel transistor 112N is used in a low voltage circuit. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8P in which the low-voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 저전압 P채널 트랜지스터(112P)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에 P형의 고농도 확산층(106)이 형성된다. P형의 저농도 확산층(92)과 P형의 고농도 확산층(106)에 의해 LDD 구조의 P형의 소스/드레인 확산층(108)이 형성된다. 이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(108)을 갖는 저전압 P채널 트랜지스터(112P)가 형성된다. 저전압 P채널 트랜지스터(112P)는 저전압 회로에 이용된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다(도 20 참조).Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, the P-type high-concentration diffusion layer 106 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the low-voltage P-channel transistor 112P. The P-type source / drain diffusion layer 108 of the LDD structure is formed by the P-type low-concentration diffusion layer 92 and the P-type high-concentration diffusion layer 106. [ Thus, the low-voltage P-channel transistor 112P having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 108 is formed. The low-voltage P-channel transistor 112P is used in a low-voltage circuit. Thereafter, the photoresist film is peeled off (see Fig. 20).

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 전면에, 예를 들어 막 두께 10 ㎚의 코발트막을 형성한다.Next, a cobalt film having a thickness of 10 nm, for example, is formed on the entire surface by, for example, sputtering.

다음에, 열처리를 행함으로써, 반도체 기판(20)의 표면의 실리콘 원자와 코발트막 중의 코발트 원자를 반응시킨다. 또한, 컨트롤 게이트(34c)의 표면의 실리콘 원자와 코발트막 중의 코발트 원자를 반응시킨다. 또한, 폴리실리콘막(34d)의 표면의 실리콘 원자와 코발트막 중의 코발트 원자를 반응시킨다. 또한, 게이트 전극(34c, 34d)의 표면의 실리콘 원자와 코발트막 중의 코발트 원자를 반응시킨다. 이렇게 해서, 소스/드레인 확산층(36a, 36c) 상에 코발트 실리사이드막(38a, 38b)이 형성된다. 또한, 컨트롤 게이트(34a) 상에 코발트 실리사이드막(38c)이 형성된다. 또한, 소스/드레인 확산층(96, 100, 104, 108) 상에 코발트 실리사이드막(38e)이 형성된다. 또한, 게이트 전극(34c, 34d) 상에 코발트 실리사이드막(38f)이 형성된다.Next, the silicon atoms on the surface of the semiconductor substrate 20 and the cobalt atoms in the cobalt film are reacted by performing the heat treatment. Further, the silicon atoms on the surface of the control gate 34c are reacted with the cobalt atoms in the cobalt film. Further, the silicon atoms on the surface of the polysilicon film 34d are reacted with the cobalt atoms in the cobalt film. Further, the silicon atoms on the surfaces of the gate electrodes 34c and 34d are reacted with the cobalt atoms in the cobalt film. Thus, the cobalt silicide films 38a and 38b are formed on the source / drain diffusion layers 36a and 36c. Further, a cobalt silicide film 38c is formed on the control gate 34a. In addition, a cobalt silicide film 38e is formed on the source / drain diffusion layers 96, 100, 104, Further, a cobalt silicide film 38f is formed on the gate electrodes 34c and 34d.

다음에, 미반응의 코발트막을 에칭 제거한다.Next, unreacted cobalt film is removed by etching.

메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38a)은 소스 전극으로서 기능한다. 또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인 확산층(36c) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38b)은 드레인 전극으로서 기능한다.The cobalt silicide film 38a formed on the source diffusion layer 36a of the memory cell transistor MT functions as a source electrode. The cobalt silicide film 38b formed on the drain diffusion layer 36c of the memory cell transistor MT also functions as a drain electrode.

고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 소스/드레인 확산층(96, 100) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다.The cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layers 96 and 100 of the high-voltage transistors 110N and 110P functions as a source / drain electrode.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스/드레인 확산층(104) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다.The cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layer 104 of the sector select transistor SST functions as a source / drain electrode.

저전압 트랜지스터(112N, 112P)의 소스/드레인 확산층(104, 108) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다(도 21 참조).The cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layers 104 and 108 of the low-voltage transistors 112N and 112P functions as a source / drain electrode (see FIG. 21).

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 100 ㎚의 실리콘 질화막(114)을 형성한다. 실리콘 질화막(114)은 에칭 스토퍼로서 기능하는 것이다.Next, a silicon nitride film 114 having a thickness of 100 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD. The silicon nitride film 114 functions as an etching stopper.

다음에, 전면에, CVD법에 의해, 막 두께 1.6 ㎛의 실리콘 산화막(116)을 형성한다. 이렇게 해서, 실리콘 질화막(114)과 실리콘 산화막(116)으로 이루어지는 층간 절연막(40)이 형성된다.Next, a silicon oxide film 116 having a thickness of 1.6 占 퐉 is formed on the entire surface by a CVD method. Thus, an interlayer insulating film 40 composed of the silicon nitride film 114 and the silicon oxide film 116 is formed.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(40)의 표면을 평탄화한다.Next, the surface of the interlayer insulating film 40 is planarized by a CMP method.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 소스/드레인 전극(38a, 38b)에 달하는 컨택트홀(42), 코발트 실리사이드막(38e)에 달하는 컨택트홀(42) 및 코발트 실리사이드막(38f)에 달하는 컨택트홀(42)을 형성한다.Next, a contact hole 42 reaching the source / drain electrodes 38a and 38b, a contact hole 42 reaching the cobalt silicide film 38e, and a contact reaching the cobalt silicide film 38f are formed by photolithography. Holes 42 are formed.

다음에, 전면에, 스퍼터링법에 의해, Ti막과 TiN막으로 이루어지는 배리어층(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a barrier layer (not shown) made of a Ti film and a TiN film is formed on the entire surface by sputtering.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 300 ㎚의 텅스텐막(44)을 형성한다.Next, a tungsten film 44 having a film thickness of 300 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(40)의 표면이 노출될 때까지 텅스텐막(44) 및 배리어막을 연마한다. 이렇게 해서, 컨택트홀(42) 내에, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(44)가 매립된다.Next, the tungsten film 44 and the barrier film are polished by CMP until the surface of the interlayer insulating film 40 is exposed. In this manner, a conductor plug 44 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 42.

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 도체 플러그(44)가 매립된 층간 절연막(40) 상에, Ti막, TiN막, Al막, Ti막 및 TiN막을 순차 적층하여 이루어지는 적층막(46)을 형성한다.Next, a laminated film 46 is formed by sequentially laminating a Ti film, a TiN film, an Al film, a Ti film and a TiN film on the interlayer insulating film 40 in which the conductor plugs 44 are buried by, for example, sputtering. .

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여 적층막(46)을 패터닝한다. 이에 따라, 적층막으로 이루어지는 배선(제1 금속 배선층)(46)이 형성된다(도 22 및 도 23 참조).Next, the laminated film 46 is patterned by photolithography. Thus, a wiring (first metal wiring layer) 46 made of a laminated film is formed (see FIGS. 22 and 23).

다음에, 도 24 및 도 25에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 고밀도 플라즈마 CVD법에 의해, 막 두께 700 ㎚의 실리콘 산화막(118)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 24 and 25, a silicon oxide film 118 having a thickness of 700 nm is formed by, for example, a high-density plasma CVD method.

다음에, TEOSCVD법에 의해 실리콘 산화막(120)을 형성한다. 실리콘 산화막(118)과 실리콘 산화막(120)에 의해 층간 절연막(48)이 형성된다.Next, the silicon oxide film 120 is formed by the TEOS CVD method. The interlayer insulating film 48 is formed by the silicon oxide film 118 and the silicon oxide film 120. [

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 배선(46)에 달하는 컨택트홀(50)을 층간 절연막(48)에 형성한다.Next, a contact hole 50 reaching the wiring 46 is formed in the interlayer insulating film 48 by photolithography.

다음에, 전면에, 스퍼터링법에 의해, Ti막과 TiN막으로 이루어지는 배리어층(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a barrier layer (not shown) made of a Ti film and a TiN film is formed on the entire surface by sputtering.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 300 ㎚의 텅스텐막(52)을 형성한다.Next, a tungsten film 52 having a film thickness of 300 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, CMP법에 의해 층간 절연막(48)의 표면이 노출될 때까지 텅스텐막(52) 및 배리어막을 연마한다. 이렇게 해서, 컨택트홀(50) 내에, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(52)가 매립된다.Next, the tungsten film 52 and the barrier film are polished until the surface of the interlayer insulating film 48 is exposed by the CMP method. In this way, a conductor plug 52 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 50.

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 도체 플러그(52)가 매립된 층간 절연막(48) 상에, Ti막, TiN막, Al막, Ti막 및 TiN막을 순차 적층하여 이루어지는 적층막(54)을 형성한다.Next, a laminated film 54 is formed by sequentially laminating a Ti film, a TiN film, an Al film, a Ti film and a TiN film on the interlayer insulating film 48 in which the conductor plugs 52 are buried by, for example, sputtering. .

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 적층막(54)을 패터닝한다. 이에 따라, 적층막으로 이루어지는 배선(제2 금속 배선층)(54)이 형성된다.Next, the laminated film 54 is patterned by photolithography. Thus, a wiring (second metal wiring layer) 54 made of a laminated film is formed.

다음에, 예를 들어 고밀도 플라즈마 CVD법에 의해, 실리콘 산화막(122)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 122 is formed by, for example, high-density plasma CVD.

다음에, TEOSCVD법에 의해 실리콘 산화막(124)을 형성한다. 실리콘 산화막(122)과 실리콘 산화막(124)에 의해 층간 절연막(56)이 형성된다.Next, a silicon oxide film 124 is formed by a TEOS CVD method. The interlayer insulating film 56 is formed by the silicon oxide film 122 and the silicon oxide film 124. [

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 배선(54)에 달하는 컨택트홀(58)을 층간 절연막(56)에 형성한다.Next, a contact hole 58 reaching the wiring 54 is formed in the interlayer insulating film 56 by photolithography.

다음에, 전면에, 스퍼터링법에 의해, Ti막과 TiN막으로 이루어지는 배리어층(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a barrier layer (not shown) made of a Ti film and a TiN film is formed on the entire surface by sputtering.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 300 ㎚의 텅스텐막(60)을 형성한다.Next, a 300 nm-thick tungsten film 60 is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(56)의 표면이 노출될 때까지 텅스텐막(60) 및 배리어막을 연마한다. 이렇게 해서, 컨택트홀(58) 내에, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(60)가 매립된다.Next, the tungsten film 60 and the barrier film are polished by CMP until the surface of the interlayer insulating film 56 is exposed. In this way, a conductor plug 60 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 58.

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 도체 플러그(60)가 매립된 층간 절연막(56) 상에, 적층막(62)을 형성한다.Next, a laminated film 62 is formed on the interlayer insulating film 56 in which the conductor plug 60 is buried, for example, by the sputtering method.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 적층막(62)을 패터닝한다. 이에 따라, 적층막으로 이루어지는 배선(제3 금속 배선층)(62)이 형성된다.Next, the laminated film 62 is patterned by photolithography. Thus, a wiring (third metal wiring layer) 62 made of a laminated film is formed.

다음에, 예를 들어 고밀도 플라즈마 CVD법에 의해, 실리콘 산화막(126)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 126 is formed by, for example, high-density plasma CVD.

다음에, TEOSCVD법에 의해, 실리콘 산화막(128)을 형성한다. 실리콘 산화막(126)과 실리콘 산화막(128)에 의해 층간 절연막(130)이 형성된다.Next, a silicon oxide film 128 is formed by a TEOS CVD method. The interlayer insulating film 130 is formed by the silicon oxide film 126 and the silicon oxide film 128.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 배선(62)에 달하는 컨택트홀(132)을 층간 절연막(130)에 형성한다.Next, a contact hole 132 reaching the wiring line 62 is formed in the interlayer insulating film 130 by photolithography.

다음에, 전면에, 스퍼터링법에 의해, Ti막과 TiN막으로 이루어지는 배리어층(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a barrier layer (not shown) made of a Ti film and a TiN film is formed on the entire surface by sputtering.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 300 ㎚의 텅스텐막(134)을 형성한다.Next, a tungsten film 134 having a film thickness of 300 nm is formed on the entire surface by, for example, a CVD method.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(130)의 표면이 노출될 때까지 텅스텐막(134) 및 배리어막을 연마한다. 이렇게 해서, 컨택트홀(132) 내에, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(도시하지 않음)(134)가 매립된다.Next, the tungsten film 134 and the barrier film are polished by a CMP method until the surface of the interlayer insulating film 130 is exposed. In this way, a conductive plug (not shown) 134 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 132.

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 도체 플러그(134)가 매립된 층간 절연막(130) 상에 적층막(136)을 형성한다.Next, a laminated film 136 is formed on the interlayer insulating film 130 in which the conductor plug 134 is buried by, for example, sputtering.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 적층막(136)을 패터닝한다. 이에 따라, 적층막으로 이루어지는 배선(제4 금속 배선층)(136)이 형성된다.Next, the laminated film 136 is patterned by photolithography. Thus, a wiring (fourth metal wiring layer) 136 made of a laminated film is formed.

다음에, 예를 들어 고밀도 플라즈마 CVD법에 의해, 실리콘 산화막(138)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 138 is formed by, for example, high-density plasma CVD.

다음에, TEOSCVD법에 의해, 실리콘 산화막(140)을 형성한다. 실리콘 산화막(138)과 실리콘 산화막(140)에 의해 층간 절연막(142)이 형성된다.Next, a silicon oxide film 140 is formed by a TEOS CVD method. The interlayer insulating film 142 is formed by the silicon oxide film 138 and the silicon oxide film 140. [

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 배선(136)에 달하는 컨택트홀(143)을 층간 절연막(142)에 형성한다.Next, a contact hole 143 reaching the wiring 136 is formed in the interlayer insulating film 142 by photolithography.

다음에, 전면에, 스퍼터링법에 의해, Ti막과 TiN막으로 이루어지는 배리어층(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a barrier layer (not shown) made of a Ti film and a TiN film is formed on the entire surface by sputtering.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 300 ㎚의 텅스텐막(146)을 형성한다.Next, a tungsten film 146 having a film thickness of 300 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(142)의 표면이 노출될 때까지 텅스텐막(146) 및 배리어막을 연마한다. 이렇게 해서, 컨택트홀(143) 내에, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(144)가 매립된다.Next, the tungsten film 146 and the barrier film are polished by CMP until the surface of the interlayer insulating film 142 is exposed. Thus, a conductive plug 144 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 143.

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 도체 플러그(144)가 매립된 층간 절연막(142) 상에 적층막(145)을 형성한다.Next, a laminated film 145 is formed on the interlayer insulating film 142 in which the conductor plug 144 is buried by, for example, sputtering.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 적층막(145)을 패터닝한다. 이에 따라, 적층막으로 이루어지는 배선(제5 금속 배선층)(145)이 형성된다.Next, the laminated film 145 is patterned by using a photolithography technique. Thus, a wiring (fifth metal wiring layer) 145 made of a laminated film is formed.

다음에, 예를 들어 고밀도 플라즈마 CVD법에 의해, 실리콘 산화막(146)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 146 is formed by, for example, high-density plasma CVD.

다음에, 플라즈마 CVD법에 의해, 막 두께 1 ㎛의 실리콘 질화막(148)을 형성한다.Next, a silicon nitride film 148 having a thickness of 1 占 퐉 is formed by a plasma CVD method.

이렇게 해서 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치가 제조된다.Thus, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment is manufactured.

(변형예)(Modified example)

다음에, 본 실시형태의 변형예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치에 대해서 도 26을 이용하여 설명한다. 도 26은, 본 변형예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 단면도이다.Next, a nonvolatile semiconductor memory device according to a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. 26 is a cross-sectional view showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present modification.

본 변형예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치는, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 있어서의 N형 웰(N형의 확산층)과 섹터 셀렉트 트랜지스터 형성 영역(7)에 있어서의 N형 웰(N형의 확산층)이 일체로 형성되어 있는 것에 주된 특징이 있다.The N-type well (N-type diffusion layer) in the memory cell array region 2 and the N-type well (N-type well) in the sector select transistor formation region 7 in the non- Diffusion layer) are integrally formed.

도 26에 나타내는 바와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2) 및 섹터 셀렉트 트랜지스터 형성 영역(7)에는, N형 웰(N형의 확산층)(24a)이 형성되어 있다. 이러한 N형 웰(24a)은 각각의 섹터 SCT마다 형성되어 있다.As shown in Fig. 26, an N-type well (N-type diffusion layer) 24a is formed in the memory cell array region 2 and the sector select transistor formation region 7. The N-type well 24a is formed for each sector SCT.

메모리 셀 어레이 영역(2)에 있어서의 N형 웰(24a) 내에는 P형 웰(26)이 형성되어 있다.In the N-type well 24a in the memory cell array region 2, a P-type well 26 is formed.

섹터 셀렉트 트랜지스터 형성 영역(7)에 있어서의 N형 웰(24a) 내에는 P형 웰(74PS)이 형성되어 있다.In the N-type well 24a in the sector select transistor formation region 7, a P-type well 74PS is formed.

P형 웰(74PS)과 P형 웰(26)은, N형 웰(24a)에 의해 전기적으로 분리되어 있다.The P-type well 74PS and the P-type well 26 are electrically separated by the N-type well 24a.

이와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 있어서의 N형 웰(24a)과 섹터 셀렉트 트랜지스터 형성 영역(7)에 있어서의 N형 웰(24a)이 일체로 형성되어 있어도 좋다.In this manner, the N-type well 24a in the memory cell array region 2 and the N-type well 24a in the sector select transistor formation region 7 may be integrally formed.

[제2 실시형태][Second Embodiment]

제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 판독 방법, 기록 방법, 소거 방법과 이 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 도 27 내지 도 55를 이용하여 설명한다. 도 1 내지 도 26에 나타내는 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치 등과 동일한 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략 또는 간결하게 한다.A nonvolatile semiconductor memory device, a reading method, a recording method, an erasing method and a manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 27 to 55. FIG. The same components as those of the nonvolatile semiconductor memory device or the like according to the first embodiment shown in Figs. 1 to 26 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

(비휘발성 반도체 기억 장치)(Nonvolatile semiconductor memory device)

우선, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치에 대해서 도 27 내지 도 36을 이용하여 설명한다. 도 27은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다. 도 28은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 단면도이다.First, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 27 to 36. FIG. 27 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. 28 is a cross-sectional view of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

도 27에 나타내는 바와 같이, 선택 트랜지스터 ST와, 선택 트랜지스터 ST에 접속된 메모리 셀 트랜지스터 MT 에 의해 메모리 셀 MC이 형성되어 있다. 선택 트랜지스터 ST의 소스는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인에 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 선택 트랜지스터 ST의 소스와 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인은, 하나의 불순물 확산층(36b)에 의해 일체로 형성되어 있다(도 28 참조).27, the memory cell MC is formed by the selection transistor ST and the memory cell transistor MT connected to the selection transistor ST. The source of the selection transistor ST is connected to the drain of the memory cell transistor MT. More specifically, the source of the selection transistor ST and the drain of the memory cell transistor MT are formed integrally with one impurity diffusion layer 36b (see FIG. 28).

동일한 열에 존재하는 복수의 선택 트랜지스터 ST의 드레인은, 로컬 비트선 LBL에 의해 공통 접속되어 있다.The drains of the plurality of select transistors ST existing in the same column are connected in common by the local bit lines LBL.

동일한 행에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트는, 제1 워드선 CG에 의해 공통 접속되어 있다.The control gates of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same row are commonly connected by the first word line CG.

또한, 도 27에 있어서는, 복수의 제1 워드선 CG 중의 제1 워드선 CG11, CG12, CG21, CG22이 나타나 있다.27, first word lines CG11, CG12, CG21, and CG22 of a plurality of first word lines CG are shown.

동일한 행에 존재하는 복수의 선택 트랜지스터 ST의 셀렉트 게이트는, 제2 워드선 SG에 의해 공통 접속되어 있다.The select gates of the plurality of select transistors ST existing in the same row are connected in common by the second word line SG.

또한, 도 27에 있어서는, 복수의 제2 워드선 SG 중의 제2 워드선 SG11, SG12, SG21, SG22이 나타나 있다.27, the second word lines SG11, SG12, SG21, and SG22 of the plurality of second word lines SG are shown.

동일한 행에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스는, 소스선 SL에 의해 공통 접속되어 있다. 상호 인접하는 행의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스는, 공통의 소스선 SL에 의해 접속되어 있다.The sources of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same row are connected in common by the source line SL. The sources of the memory cell transistors MT in mutually adjacent rows are connected by a common source line SL.

또한, 도 27에 있어서는, 복수의 소스선 SL 중의 소스선 SL11, SL21이 나타나 있다.In Fig. 27, the source lines SL11 and SL21 of the plurality of source lines SL are shown.

각각의 섹터에는, 복수의 섹터 셀렉트 트랜지스터(섹터 선택 트랜지스터) SST가 설치되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서는, 내압이 비교적 낮은 저전압 트랜지스터가 이용되고 있다.In each sector, a plurality of sector select transistors (sector select transistors) SST are provided. As the sector select transistor SST, a low-voltage transistor having a relatively low withstand voltage is used.

도 33은, 각각의 구성 요소에 사용되고 있는 트랜지스터의 종별, 트랜지스터의 내압 및 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께를 나타내는 도면이다.33 is a diagram showing the type of the transistor used in each component, the breakdown voltage of the transistor, and the film thickness of the gate insulating film of the transistor.

도 33에 나타내는 바와 같이, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서는, 정격 전압이 예를 들어 3 V인 저전압 트랜지스터(3 VTr)가 이용되고 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(77)의 막 두께는, 예를 들어 6 ㎚ 정도이다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(77)은, 후술하는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)(도 55 참조)와 동일한 게이트 절연막에 의해 형성되어 있다. 이 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(77)의 막 두께는, 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 게이트 절연막(77)의 막 두께와 동일하게 되어 있다.As shown in Fig. 33, a low-voltage transistor 3 VTr having a rated voltage of, for example, 3 V is used as the sector select transistor SST. The breakdown voltage of the sector select transistor SST is about 6 V, for example. The film thickness of the gate insulating film 77 of the sector select transistor SST is, for example, about 6 nm. The gate insulating film 77 of the sector select transistor SST is formed by the same gate insulating film as the second low voltage transistors 113N and 113P (see FIG. 55) described later. Therefore, the film thickness of the gate insulating film 77 of the sector select transistor SST is equal to the film thickness of the gate insulating film 77 of the second low-voltage transistors 113N and 113P.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST는, 고내압 트랜지스터(110N, 110P)(도 54 참조)와 비교하여, 게이트 길이가 짧고, 게이트 절연막(77)의 막 두께가 얇으며, 구동 전류가 크다. 본 실시형태에서는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 저전압 트랜지스터가 이용되고 있기 때문에, 큰 판독 전류를 얻을 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 고속으로 판정할 수 있고, 나아가서는, 고속의 판독을 실현하는 것이 가능하다.The sector select transistor SST has a short gate length, a thin film thickness of the gate insulating film 77, and a large drive current as compared with the high breakdown voltage transistors 110N and 110P (see FIG. 54). In the present embodiment, since a low-voltage transistor is used as the sector select transistor SST, a large read current can be obtained. Therefore, in the present embodiment, it is possible to determine the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed, and furthermore, it is possible to realize high-speed reading.

동일한 열에 존재하는 복수의 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인을 공통 접속하는 로컬 비트선 LBL은, 섹터 셀렉트 트랜지스터(섹터 선택 트랜지스터) SST의 소스에 각각 접속되어 있다.The local bit lines LBL for commonly connecting the drains of the plurality of memory cell transistors MT existing in the same column are connected to the sources of the sector select transistors (sector select transistors) SST, respectively.

동일한 열에 존재하는 복수의 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인은, 메인 비트선(비트선, 글로벌 비트선) MBL에 의해 공통 접속되어 있다. 각각의 로컬 비트선 LBL은, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST를 통하여 메인 비트선 MBL에 전기적으로 접속되어 있다.The drains of the plurality of sector select transistors SST existing in the same column are commonly connected by a main bit line (bit line, global bit line) MBL. Each of the local bit lines LBL is electrically connected to the main bit line MBL through the sector select transistor SST.

또한, 도 27에 있어서는, 복수의 메인 비트선 MBL 중의 메인 비트선 MBL1, MBL2이 나타나 있다.In Fig. 27, main bit lines MBL1 and MBL2 of a plurality of main bit lines MBL are shown.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트는, 섹터 셀렉트선(섹터 선택선) SSL에 의해 공통 접속되어 있다. 또한, 도 27에 있어서는, 복수의 섹터 셀렉트선 SSL 중의 섹터 셀렉트선 SSL11, SSL12, SSL21, SSL22를 나타내고 있다.The gates of the sector select transistors SST are commonly connected by a sector select line (sector select line) SSL. 27, the sector select lines SSL11, SSL12, SSL21, and SSL22 in the plurality of sector select lines SSL are shown.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인을 공통 접속하는 복수의 메인 비트선 MBL은, 전압 완충 트랜지스터(보호 트랜지스터(BT)의 소스에 접속되어 있다. 전압 완충 트랜지스터 BT의 드레인은 열 디코더(12)에 접속되어 있다.A plurality of main bit lines MBL for commonly connecting the drains of the sector select transistors SST are connected to the source of a voltage buffer transistor (the protection transistor BT). The drain of the voltage buffer transistor BT is connected to the column decoder 12 .

전압 완충 트랜지스터 BT로서는, 제1 저전압 트랜지스터(저내압 트랜지스터)가 이용되고 있다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 전압 완충 트랜지스터 BT로서는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)가 이용되고 있다. 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 절연막(79)(도 55 참조)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.As the voltage buffering transistor BT, a first low-voltage transistor (low-voltage transistor) is used. As shown in Fig. 33, a first low-voltage transistor (1.8 VTr) having a rated voltage of, for example, 1.8 V is used as the voltage buffer transistor BT. The breakdown voltage of the voltage buffer transistor BT is, for example, about 3 V. [ The film thickness of the gate insulating film 79 (see FIG. 55) of the voltage buffer transistor BT is, for example, about 3 nm.

도 28의 (a)에 나타내는 바와 같이, 각각의 섹터 SCT에서의 전압 완충 트랜지스터 형성 영역(11)에는, 반도체 기판(20) 내에 형성된 N형 웰(N형의 확산층)(25)과, N형 웰(25) 내에 형성된 P형 웰(74PB)이 형성되어 있다. 전압 완충 트랜지스터 BT는, 이러한 트리플웰 상에 형성되어 있다.28A, in the voltage buffering transistor forming region 11 in each sector SCT, an N-type well (N-type diffusion layer) 25 formed in the semiconductor substrate 20 and an N-type well And a P-type well 74PB formed in the well 25 is formed. The voltage buffer transistor BT is formed on such a triple well.

열 디코더(12)는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인을 공통 접속하는 복수의 메인 비트선 MBL의 전위를 제어하는 것이다. 열 디코더(12)는, 비교적 낮은 전압으로 동작하는 저전압 회로에 의해 형성되어 있다.The column decoder 12 controls the potentials of a plurality of main bit lines MBL that commonly connect the drains of the sector select transistors SST. The column decoder 12 is formed by a low-voltage circuit operating at a relatively low voltage.

열 디코더(12)의 저전압 회로에는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)(도 55 참조)가 이용되고 있다. 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)는, 후술하는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)보다 정격 전압이 낮은 트랜지스터이다. 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)는, 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)와 비교하여 게이트 절연막(79)의 막 두께가 얇다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 열 디코더(12)에는, 정격 전압이 예컨대 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)가 이용되고 있다. 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 예컨대 3 V 정도이다. 또한, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예컨대 3 ㎚ 정도이다. 열 디코더(12)에 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)를 이용하고 있는 것은, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 고속으로 판독하는 것을 가능하게 하기 때문이다.The first low-voltage transistors 111N and 111P (see Fig. 55) are used for the low-voltage circuit of the column decoder 12. [ The first low-voltage transistors 111N and 111P are transistors having lower rated voltages than the second low-voltage transistors 113N and 113P described later. The film thickness of the gate insulating film 79 is thinner in the first low-voltage transistors 111N and 111P than in the second low-voltage transistors 113N and 113P. As shown in Fig. 33, a first low-voltage transistor (1.8 VTr) having a rated voltage of, for example, 1.8 V is used as the column decoder 12. [ The internal voltages of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the column decoder 12 are, for example, about 3V. The film thickness of the gate insulating film 79 of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the column decoder 12 is, for example, about 3 nm. The use of the first low-voltage transistors 111N and 111P in the column decoder 12 makes it possible to read information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed.

열 디코더(12)에는, 메인 비트선 MBL에 흐르는 전류를 검출하는 센스 앰프(13)가 접속되어 있다.The column decoder 12 is connected to a sense amplifier 13 for detecting a current flowing through the main bit line MBL.

도 33에 나타내는 바와 같이, 센스 앰프(13)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)가 이용되고 있다. 센스 앰프(13)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 또한, 센스 앰프(13)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.As shown in Fig. 33, a first low-voltage transistor (1.8 VTr) having a rated voltage of, for example, 1.8 V is used for the sense amplifier 13. The internal voltages of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the sense amplifier 13 are, for example, about 3V. The film thickness of the gate insulating film 79 of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the sense amplifier 13 is, for example, about 3 nm.

메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 복수의 제1 워드선 CG는, 제1 행 디코더(14)에 접속되어 있다. 제1 행 디코더(14)는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트(34a)를 공통 접속하는 복수의 제1 워드선 CG의 전위를 각각 제어하는 것이다. 제1 행 디코더(14)는, 고전압 회로에 의해 형성되어 있다. 제1 행 디코더(14)의 고전압 회로에는, 고전압 트랜지스터(110N, 110P)(도 28, 도 54 참조)가 이용되고 있다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 제1 행 디코더(14)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)가 이용되고 있다. 제1 행 디코더(14)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제1 행 디코더(14)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.A plurality of first word lines CG for commonly connecting the control gates of the memory cell transistors MT are connected to the first row decoder 14. The first row decoder 14 controls the potentials of the plurality of first word lines CG that commonly connect the control gates 34a of the memory cell transistors MT. The first row decoder 14 is formed by a high-voltage circuit. The high-voltage transistors 110N and 110P (see Figs. 28 and 54) are used for the high-voltage circuit of the first row decoder 14. [ As shown in Fig. 33, a high-voltage transistor 10 VTr having a rated voltage of, for example, 10 V is used for the first row decoder 14. [ The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first row decoder 14 is, for example, about 12 V. [ The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first row decoder 14 is, for example, about 16 nm.

또한, 제1 행 디코더(14)에 고내압 트랜지스터(110N, 110P)를 이용하고 있는 것은, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보를 기록할 때나 정보를 소거할 때에 워드선 WL에 고전압을 인가해야 하기 때문이다.The reason why the high voltage transistors 110N and 110P are used in the first row decoder 14 is that a high voltage must be applied to the word line WL when information is written to the memory cell transistor MT or when information is erased .

선택 트랜지스터 ST의 셀렉트 게이트(30b)를 공통 접속하는 복수의 제2 워드선 SG은, 제2 행 디코더(16)에 접속되어 있다. 제2 행 디코더(16)는, 복수의 제2 워드선 SG의 전위를 각각 제어하는 것이다. 제2 행 디코더(16)는, 저전압 회로에 의해 형성되어 있다. 제2 행 디코더(16)의 저전압 회로에는, 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)가 이용되고 있다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 제2 행 디코더(16)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)가 이용되고 있다. 제2 행 디코더(16)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 또한, 제2 행 디코더(16)에 이용되고 있는 제1 저내압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.A plurality of second word lines SG connecting the select gates 30b of the select transistors ST in common are connected to the second row decoder 16. [ The second row decoder 16 controls the potentials of the plurality of second word lines SG, respectively. The second row decoder 16 is formed by a low-voltage circuit. The first low-voltage transistors 111N and 111P are used in the low-voltage circuit of the second row decoder 16. [ As shown in FIG. 33, a low voltage transistor (1.8 VTr) having a rated voltage of, for example, 1.8 V is used for the second row decoder 16. The internal voltages of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the second row decoder 16 are, for example, about 3V. The film thickness of the gate insulating film 79 of the first low breakdown voltage transistor 111N and 111P used in the second row decoder 16 is, for example, about 3 nm.

메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스를 공통 접속하는 소스선 SL은, 제3 행 디코더(18)에 접속되어 있다. 제3 행 디코더(18)는 복수의 소스선 SL의 전위를 각각 제어하는 것이다. 제3 행 디코더(18)는 고전압 회로에 의해 형성되어 있다. 제3 행 디코더(18)의 고전압 회로에는, 고전압 트랜지스터(110N, 110P)가 이용되고 있다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 제3 행 디코더(18)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)가 이용되고 있다. 제3 행 디코더(18)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제3 행 디코더(18)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.The source line SL for commonly connecting the sources of the memory cell transistors MT is connected to the third row decoder 18. [ The third row decoder 18 controls the potentials of the plurality of source lines SL, respectively. The third row decoder 18 is formed by a high voltage circuit. The high-voltage transistors 110N and 110P are used in the high-voltage circuit of the third row decoder 18. [ As shown in Fig. 33, the high-voltage transistor 10 VTr having a rated voltage of, for example, 10 V is used for the third row decoder 18. [ The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the third row decoder 18 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the third row decoder 18 is, for example, about 16 nm.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트를 공통 접속하는 복수의 섹터 셀렉트선 SSL은, 제1 제어 회로(제1 제어부)(23)에 접속되어 있다. 제1 제어 회로(23)는, 복수의 섹터 셀렉트선 SSL의 전위를 제어하는 것이다. 제1 제어 회로(23)는, 비교적 낮은 전압으로 동작하는 저전압 회로에 의해 형성되어 있다.A plurality of sector select lines SSL for commonly connecting the gates of the sector select transistors SST are connected to a first control circuit (first control section) The first control circuit 23 controls the potentials of the plurality of sector select lines SSL. The first control circuit 23 is formed by a low-voltage circuit that operates at a relatively low voltage.

제1 제어 회로(23)의 저전압 회로에는, 제2 저전압 트랜지스터(제2 저내압 트랜지스터)(113N, 113P)(도 55 참조)가 이용되고 있다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 제1 제어 회로(23)에는, 정격 전압이 예를 들어 3 V인 제2 저전압 트랜지스터(3 VTr)가 이용되고 있다. 제1 제어 회로(23)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 또한, 제1 제어 회로(23)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 게이트 절연막(77)의 막 두께는, 예를 들어 6 ㎚ 정도이다.The second low-voltage transistor (second low-voltage transistor) 113N, 113P (see FIG. 55) is used for the low-voltage circuit of the first control circuit 23. As shown in Fig. 33, a second low-voltage transistor 3 VTr having a rated voltage of, for example, 3 V is used for the first control circuit 23. The internal voltages of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the first control circuit 23 are, for example, about 6V. The film thickness of the gate insulating film 77 of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the first control circuit 23 is, for example, about 6 nm.

전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 BG는 제2 제어 회로(29)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 제어 회로(29)는 전압 완충 트랜지스터의 게이트 BG의 전위를 제어하는 것이다. 제2 제어 회로(29)는, 비교적 낮은 전압으로 동작하는 저전압 회로에 의해 형성되어 있다.The gate BG of the voltage buffer transistor BT is electrically connected to the second control circuit 29. [ The second control circuit 29 controls the potential of the gate BG of the voltage buffering transistor. The second control circuit 29 is formed by a low-voltage circuit operating at a relatively low voltage.

제2 제어 회로(29)의 저전압 회로에는 제2 저전압 트랜지스터(제2 저내압 트랜지스터)(113N, 113P)가 이용되고 있다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 제2 제어 회로(29)에는, 정격 전압이 예를 들어 3 V인 제2 저전압 트랜지스터(3 VTr)가 이용되고 있다. 제2 제어 회로(29)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 또한, 제2 제어 회로(29)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 게이트 절연막(77)의 막 두께는, 예를 들어 6 ㎚ 정도이다.The second low-voltage transistor (second low-voltage transistor) 113N, 113P is used for the low-voltage circuit of the second control circuit 29. [ As shown in Fig. 33, the second control circuit 29 uses a second low-voltage transistor 3 VTr having a rated voltage of 3 V, for example. The internal voltages of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the second control circuit 29 are, for example, about 6V. The film thickness of the gate insulating film 77 of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the second control circuit 29 is, for example, about 6 nm.

각각의 P형 웰(26)은, 제1 전압 인가 회로(15)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전압 인가 회로(15)는, P형 웰(26)의 전위 VB1를 제어하는 것이다. 제1 전압 인가 회로(15)는 고전압 회로에 의해 형성되어 있다. 제1 전압 인가 회로(15)의 고전압 회로에는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)가 이용되고 있다. 도 33에 나타내는 바와 같이, 제1 전압 인가 회로(15)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)가 이용되고 있다. 제1 전압 인가 회로(15)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제1 전압 인가 회로(15)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.Each of the P-type wells 26 is electrically connected to the first voltage application circuit 15. The first voltage application circuit 15 controls the potential V B1 of the P-type well 26. The first voltage applying circuit 15 is formed by a high voltage circuit. The high voltage transistors 110N and 110P are used in the high voltage circuit of the first voltage applying circuit 15. [ As shown in Fig. 33, a high voltage transistor 10 VTr having a rated voltage of, for example, 10 V is used for the first voltage application circuit 15. [ The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first voltage application circuit 15 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first voltage applying circuit 15 is, for example, about 16 nm.

또한, 제1 전압 인가 회로(15)에 고내압 트랜지스터(110N, 110P)를 이용하고 있는 것은, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, P형 웰(26)에 고전압을 인가해야 하기 때문이다.The use of the high voltage transistors 110N and 110P in the first voltage applying circuit 15 is to apply a high voltage to the P-type well 26 when erasing the information recorded in the memory cell transistor MT Because.

각각의 P형 웰(74PS)은 제2 전압 인가 회로(17)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 전압 인가 회로(16)는 P형 웰(74PS)의 전위 VB2를 제어하는 것이다. 제2 전압 인가 회로(16)는 고전압 회로에 의해 형성되어 있다. 제2 전압 인가 회로(17)의 고전압 회로에는, 고내압 트랜지스터(110N, 110P)가 이용되고 있다. 구체적으로는, 도 33에 나타내는 바와 같이, 제2 전압 인가 회로(17)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)가 이용되고 있다. 제2 전압 인가 회로(17)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제2 전압 인가 회로(17)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.Each of the P-type wells 74PS is electrically connected to the second voltage application circuit 17. [ The second voltage application circuit 16 controls the potential V B2 of the P-type well 74PS. The second voltage application circuit 16 is formed by a high voltage circuit. The high voltage transistors 110N and 110P are used in the high voltage circuit of the second voltage applying circuit 17. [ Specifically, as shown in Fig. 33, a high voltage transistor 10 VTr having a rated voltage of, for example, 10 V is used for the second voltage application circuit 17. [ The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the second voltage application circuit 17 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the second voltage applying circuit 17 is, for example, about 16 nm.

P형 웰(74PB)은, 제3 전압 인가 회로(제3 전압 인가부)(19)에 전기적으로 접속되어 있다. 제3 전압 인가 회로(19)는, P형 웰(74PB)의 전위 VB3를 제어하는 것이다. 제3 전압 인가 회로(19)는 저전압 회로에 의해 형성되어 있다. 제3 전압 인가 회로(19)의 저전압 회로에는, 제2 저전압 트랜지스터가 이용되고 있다. 구체적으로는, 도 33에 나타내는 바와 같이, 제3 전압 인가 회로(19)에는, 정격 전압이 예를 들어 3 V인 제2 저전압 트랜지스터(3 VTr)(113N, 113P)가 이용되고 있다. 제3 전압 인가 회로(19)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 또한, 제3 전압 인가 회로(19)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 게이트 절연막(77)의 막 두께는, 예를 들어 6 ㎚ 정도이다.The P-type well 74PB is electrically connected to the third voltage application circuit (third voltage application unit) The third voltage application circuit 19 controls the potential V B3 of the P-type well 74PB. The third voltage applying circuit 19 is formed by a low-voltage circuit. A second low-voltage transistor is used for the low-voltage circuit of the third voltage applying circuit 19. Specifically, as shown in Fig. 33, the second low-voltage transistor (3 VTr) 113N, 113P having a rated voltage of, for example, 3 V is used for the third voltage application circuit 19. [ The internal voltages of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the third voltage application circuit 19 are, for example, about 6V. The film thickness of the gate insulating film 77 of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the third voltage applying circuit 19 is, for example, about 6 nm.

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 구조를 도 28 내지 도 32를 이용하여 설명한다. 도 29는 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀 어레이를 나타내는 평면도이다. 도 30은 도 29의 C-C'를 따라 취한 단면도이다. 도 31은 도 29의 D-D'를 따라 취한 단면도이다. 도 32는 도 29의 E-E'를 따라 취한 단면도이다.Next, the structure of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 28 to 32. FIG. 29 is a plan view showing a memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. 30 is a cross-sectional view taken along line C-C 'in Fig. 31 is a cross-sectional view taken along line D-D 'in Fig. 32 is a cross-sectional view taken along line E-E 'in Fig.

도 28의 (a)에 나타내는 바와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 있어서의 반도체 기판(20) 내에는, N형 웰(N형의 확산층)(24)이 형성되어 있다. 이러한 N형 웰(24)은 각각의 섹터 SCT(도 27 참조)마다 형성된다. N형 웰(24) 내에는, P형 웰(26)이 형성되어 있다. P형 웰(26)은, N형 웰(24)에 의해, 반도체 기판(20)과 전기적으로 분리되어 있다. 이와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2)에는, 트리플웰이 형성되어 있다.As shown in FIG. 28A, an N-type well (N-type diffusion layer) 24 is formed in the semiconductor substrate 20 in the memory cell array region 2. This N-type well 24 is formed for each sector SCT (see FIG. 27). In the N-type well 24, a P-type well 26 is formed. The P-type well 26 is electrically isolated from the semiconductor substrate 20 by the N-type well 24. [ As described above, triple wells are formed in the memory cell array region 2.

P형 웰(26) 상에는 터널 절연막(28a)을 개재하여 플로팅 게이트(30a)가 형성되어 있다. 플로팅 게이트(30a)는, 각각의 소자 영역(21)마다 전기적으로 분리되어 있다(도 32 참조).A floating gate 30a is formed on the P-type well 26 via a tunnel insulating film 28a. The floating gate 30a is electrically isolated for each device region 21 (see FIG. 32).

플로팅 게이트(30a) 상에는, 절연막(32a)을 개재하여 컨트롤 게이트(34a)가 형성되어 있다. 동일한 행에 존재하는 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트(34a)는 공통 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 플로팅 게이트(30) 상에는, 절연막(32)을 개재하여 컨트롤 게이트(34a)를 공통 접속하는 제1 워드선 CG이 형성되어 있다.A control gate 34a is formed on the floating gate 30a via an insulating film 32a. The control gates 34a of the memory cell transistors MT existing in the same row are connected in common. In other words, on the floating gate 30, a first word line CG for commonly connecting the control gates 34a via the insulating film 32 is formed.

P형 웰(26) 상에는, 플로팅 게이트(30a)와 병행하여, 선택 트랜지스터 ST의 셀렉트 게이트(30b)가 형성되어 있다. 동일한 행에 존재하는 선택 트랜지스터 ST의 셀렉트 게이트(30b)는 공통 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 반도체 기판(20) 상에는, 게이트 절연막(28b)을 개재하여 셀렉트 게이트(30b)를 공통 접속하는 제2 워드선 SG이 형성되어 있다. 선택 트랜지스터 ST의 게이트 절연막(28b)의 막 두께는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 터널 절연막(28a)의 막 두께와 동일하게 되어 있다.A select gate 30b of the select transistor ST is formed on the P-type well 26 in parallel with the floating gate 30a. The select gates 30b of the select transistors ST in the same row are commonly connected. In other words, on the semiconductor substrate 20, a second word line SG for commonly connecting the select gates 30b via the gate insulating film 28b is formed. The film thickness of the gate insulating film 28b of the select transistor ST is equal to the film thickness of the tunnel insulating film 28a of the memory cell transistor MT.

셀렉트 게이트(30b) 상에는, 절연막(32b)을 개재하여 폴리실리콘층(도전층)(34b)이 형성되어 있다.A polysilicon layer (conductive layer) 34b is formed on the select gate 30b via an insulating film 32b.

플로팅 게이트(30a)의 양측의 반도체 기판(20) 내와, 셀렉트 게이트(30b)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는 N형의 불순물 확산층(36a, 36b, 36c)이 형성되어 있다. 상호 인접하는 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스는, 동일한 불순물 확산층(36a)에 의해 형성되어 있다. 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인을 구성하는 불순물 확산층(36b)과 선택 트랜지스터 ST의 소스를 구성하는 불순물 확산층(36b)은, 동일한 불순물 확산층(36b)에 의해 형성되어 있다.N type impurity diffusion layers 36a, 36b and 36c are formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the floating gate 30a and in the semiconductor substrate 20 on both sides of the select gate 30b. The sources of the mutually adjacent memory cell transistors MT are formed by the same impurity diffusion layer 36a. The impurity diffusion layer 36b constituting the drain of the memory cell transistor MT and the impurity diffusion layer 36b constituting the source of the selection transistor ST are formed by the same impurity diffusion layer 36b.

플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)를 갖는 적층체의 측벽 부분에는, 사이드월 절연막(37)이 형성되어 있다.A sidewall insulation film 37 is formed on the sidewall portion of the laminate having the floating gate 30a and the control gate 34a.

또한, 셀렉트 게이트(30b)와 폴리실리콘층(34b)을 갖는 적층체의 측벽 부분에는, 사이드월 절연막(37)이 형성되어 있다.A sidewall insulation film 37 is formed on the sidewall portion of the laminate having the select gate 30b and the polysilicon layer 34b.

메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 영역(36a) 상, 선택 트랜지스터 ST의 드레인 영역(36c) 상, 컨트롤 게이트(34a)의 상부, 및 폴리실리콘층(34b)의 상부에는, 예를 들어 코발트 실리사이드로 이루어지는 실리사이드층(38a∼38d)이 각각 형성되어 있다. 소스 전극(36a) 상의 실리사이드층(38a)은, 소스 전극으로서 기능한다. 드레인 전극(36c) 상의 실리사이드층(38c)은, 드레인 전극으로서 기능한다.On the source region 36a of the memory cell transistor MT, on the drain region 36c of the select transistor ST, on the control gate 34a and on the polysilicon layer 34b, for example, silicide of cobalt silicide Layers 38a to 38d are formed, respectively. The silicide layer 38a on the source electrode 36a functions as a source electrode. The silicide layer 38c on the drain electrode 36c functions as a drain electrode.

이렇게 해서, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)와 소스/드레인 확산층(36a, 36b)을 갖는 메모리 셀 트랜지스터 MT가 P형 웰(26) 상에 형성되어 있다.Thus, the memory cell transistor MT having the floating gate 30a, the control gate 34a, and the source / drain diffusion layers 36a and 36b is formed on the P-type well 26. [

또한, 셀렉트 게이트(30b)와 소스/드레인 확산층(36b, 36c)을 갖는 선택 트랜지스터 ST가 P형 웰(26) 상에 형성되어 있다.A selection transistor ST having a select gate 30b and source / drain diffusion layers 36b and 36c is formed on the P-type well 26. [

이렇게 해서, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀 어레이가 형성되어 있다.Thus, the memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment is formed.

섹터 셀렉트 트랜지스터 형성 영역(7)에 있어서의 반도체 기판(20) 내에는, N형 웰(N형의 확산층)(25)이 형성되어 있다. N형 웰(25) 내에는, P형 웰(74PS)이 형성되어 있다. P형 웰(74PS)은 N형 웰(25)에 의해 반도체 기판(20)과 전기적으로 분리되어 있다.In the semiconductor substrate 20 in the sector select transistor formation region 7, an N type well (N type diffusion layer) 25 is formed. In the N-type well 25, a P-type well 74PS is formed. The P-type well 74PS is electrically separated from the semiconductor substrate 20 by the N-type well 25. [

P형 웰(74PS) 상에는, 게이트 절연막(77)을 개재하여 게이트 전극(34d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는, N형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(104)이 형성되어 있다.A gate electrode 34d is formed on the P-type well 74PS with a gate insulating film 77 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 104, which is an N-type impurity diffusion layer, is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d.

이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가, P형 웰(74PS) 상에 형성되어 있다.In this way, the sector select transistor SST having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed on the P-type well 74PS.

P형 웰(74PS)과 P형 웰(26)은, N형 웰(24, 25)에 의해 전기적으로 서로 분리되어 있다.The P-type well 74PS and the P-type well 26 are electrically separated from each other by the N-type wells 24 and 25.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 메모리 셀 트랜지스터 MT의 드레인 확산층(36c)은 로컬 비트선 LBL에 의해 전기적으로 접속되어 있다.The source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the drain diffusion layer 36c of the memory cell transistor MT are electrically connected by the local bit line LBL.

또한, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)에는, N형 웰(N형의 확산층)(25)이 형성되어 있다. N형 웰(25) 내에는, P형 웰(74PB)이 형성되어 있다. P형 웰(74PB)은 N형 웰(25)에 의해 반도체 기판(20)과 전기적으로 분리되어 있다.An N-type well (N-type diffusion layer) 25 is formed in the region 11 where the voltage buffering transistor is formed. In the N-type well 25, a P-type well 74PB is formed. The P-type well 74PB is electrically separated from the semiconductor substrate 20 by the N-type well 25. [

P형 웰(74PB) 상에는, 게이트 절연막(79)을 개재하여 게이트 전극(34d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는, N형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(104)이 형성되어 있다.On the P-type well 74PB, a gate electrode 34d is formed with a gate insulating film 79 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 104, which is an N-type impurity diffusion layer, is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d.

이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 전압 완충 트랜지스터 BT가 P형 웰(74PB) 상에 형성되어 있다.Thus, the voltage buffer transistor BT having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed on the P-type well 74PB.

P형 웰(74PB)과 P형 웰(74PS)과 P형 웰(26)은, N형 웰(24, 25)에 의해 전기적으로 서로 분리되어 있다.The P-type well 74PB, the P-type well 74PS, and the P-type well 26 are electrically isolated from each other by the N-type wells 24 and 25.

전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)과 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인 확산층(104)은, 메인 비트선(배선) MBL에 의해 전기적으로 접속되어 있다.The source diffusion layer 104 of the voltage buffering transistor BT and the drain diffusion layer 104 of the sector select transistor SST are electrically connected by the main bit line (wiring) MBL.

또한, 열 디코더가 형성되는 영역(27)에는 P형 웰(74P)이 형성되어 있다. P형 웰(74P) 상에는 게이트 절연막(79)을 개재하여 게이트 전극(34d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34a)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는, N형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(104)이 형성되어 있다.A P-type well 74P is formed in the region 27 where the column decoder is formed. A gate electrode 34d is formed on the P-type well 74P with a gate insulating film 79 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 104, which is an N-type impurity diffusion layer, is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34a.

이렇게 해서, 열 디코더가 형성되는 영역(27)에는, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 제1 저전압 트랜지스터(제1 저전압 N채널 트랜지스터)(111N)가 형성되어 있다.Thus, a first low-voltage transistor (first low-voltage N-channel transistor) 111N having a gate electrode 34d and a source / drain diffusion layer 104 is formed in the region 27 where the column decoder is formed.

열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)과 전압 완충 트랜지스터 BT의 드레인 확산층(104)은, 메인 비트선(배선) MBL에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 열 디코더(12)의 저전압 N채널 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)은 열 디코더(12)의 내부 회로(저전압 회로)에 접속되어 있다.The source diffusion layer 104 of the first low-voltage transistor 111N used in the column decoder 12 and the drain diffusion layer 104 of the voltage buffer transistor BT are electrically connected by the main bit line (wiring) MBL. The source diffusion layer 104 of the low voltage N-channel transistor 111N of the column decoder 12 is connected to the internal circuit (low voltage circuit) of the column decoder 12. [

또한, 도 28의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(20) 내에는, N형 웰(N형의 확산층)(25)이 형성되어 있다. N형 웰(25) 내에는, P형 웰(72P)이 형성되어 있다. P형 웰(72P)은 N형 웰(25)에 의해 반도체 기판(20)과 전기적으로 분리되어 있다.28 (b), an N-type well (an N-type diffusion layer) 25 is formed in the semiconductor substrate 20. The N- In the N-type well 25, a P-type well 72P is formed. The P-type well 72P is electrically separated from the semiconductor substrate 20 by the N-type well 25. [

P형 웰(72P) 상에는, 게이트 절연막(76)을 개재하여 게이트 전극(34c)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는, N형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(96)이 형성되어 있다.A gate electrode 34c is formed on the P-type well 72P with a gate insulating film 76 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 96, which is an N-type impurity diffusion layer, is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c.

이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(96)을 갖는 고내압 N채널 트랜지스터(110N)가 P형 웰(72P) 상에 형성되어 있다.Thus, the high-voltage N-channel transistor 110N having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 96 is formed on the P-type well 72P.

또한, 반도체 기판(20) 내에는, N형 웰(72N)이 형성되어 있다. N형 웰(72N) 상에는, 게이트 절연막(76)을 개재하여 게이트 전극(34c)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는, P형의 불순물 확산층인 소스/드레인 확산층(100)이 형성되어 있다.In the semiconductor substrate 20, an N-type well 72N is formed. On the N-type well 72N, a gate electrode 34c is formed with a gate insulating film 76 interposed therebetween. In the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c, a source / drain diffusion layer 100 which is a P type impurity diffusion layer is formed.

이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(100)을 갖는 고내압 P채널 트랜지스터(110P)가 형성되어 있다.Thus, a high breakdown voltage P-channel transistor 110P having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 100 is formed.

(비휘발성 반도체 기억 장치의 동작)(Operation of nonvolatile semiconductor memory device)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 동작 방법을 도 34 내지 도 36을 이용하여 설명한다. 도 34는, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법, 기록 방법 및 소거 방법을 나타내는 도면이다. 도 34에 있어서 F는 플로팅을 나타내고 있다.Next, an operation method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 34 to 36. FIG. 34 is a diagram showing a reading method, a recording method, and an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. In Fig. 34, F represents floating.

(판독 방법)(Reading method)

우선, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법에 대해서 도 34를 이용하여 설명한다.First, a reading method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

또한, 여기서는, 도 27에 있어서 파선 A로 둘러싸인 메모리 셀 MC과 파선 B로 둘러싸인 메모리 셀 MC에 기록된 정보를 판독하는 경우를 예로 설명한다.Here, the case of reading the information recorded in the memory cell MC surrounded by the broken line A and the memory cell MC surrounded by the broken line B in Fig. 27 will be described as an example.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에는, 각부의 전위를 이하와 같이 설정한다.When reading information recorded in the memory cell transistor MT, the potential of each part is set as follows.

즉, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 섹터 선택선 SSL11의 전위를, 예를 들어 1.8 V로 한다. 한편, 선택된 섹터 선택선 SSL11 이외의 섹터 선택선 SSL12, SSL21, SSL22의 전위는, 모두 0 V로 한다.That is, the potential of the sector selection line SSL11 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to 1.8 V, for example. On the other hand, the potentials of the sector selection lines SSL12, SSL21, and SSL22 other than the selected sector selection line SSL11 are all set to 0V.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트의 전위 BG를, 예를 들어 1.8 V로 한다.Further, the potential BG of the gate of the voltage buffer transistor BT is set to 1.8 V, for example.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 메인 비트선(비트선) MBL1, MBL2의 전위를, 예를 들어 0.5 V로 한다.The potentials of the main bit lines (bit lines) MBL1 and MBL2 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected are set to 0.5 V, for example.

또한, 제1 워드선 CG11, CG12, CG21, CG22의 전위는, 항상 1.8 V로 한다.The potentials of the first word lines CG11, CG12, CG21, and CG22 are always set to 1.8 V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제2 워드선 SG11의 전위를, 예를 들어 1.8 V로 한다. 한편, 선택된 제2 워드선 SG11 이외의 제2 워드선 SG12, SG21, SG22의 전위를, 0 V로 한다.Further, the potential of the second word line SG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 1.8 V, for example. On the other hand, the potentials of the second word lines SG12, SG21, and SG22 other than the selected second word line SG11 are set to 0V.

P형 웰(26)의 전위 VB1은 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(74PS)의 전위 VB2는 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(74PB)의 전위 VB3은 모두 0 V로 한다. 소스선 SL11, SL21의 전위는 모두 0 V로 한다.The potential V B1 of the P-type well 26 is set to 0 V in all cases. In addition, the potential V B2 of the P-type well 74PS is set to 0V. Further, the potential V B3 of the P-type well 74PB is set to 0V. The potentials of the source lines SL11 and SL21 are all 0V.

본 실시형태에 있어서도, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST 및 전압 완충 트랜지스터 BT로서 저전압 트랜지스터가 이용되고 있기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에, 충분히 큰 판독 전류가 얻어진다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판정하는 것이 가능해지고, 나아가서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판독하는 것이 가능해진다.Also in this embodiment, since a low-voltage transistor is used as the sector select transistor SST and the voltage buffer transistor BT, a sufficiently large read current can be obtained when information recorded in the memory cell transistor MT is read. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to determine the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed, and moreover, it becomes possible to read the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed.

(기록 방법)(Recording method)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 기록 방법에 대해서 도 34를 이용하여 설명한다.Next, a recording method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

또한, 여기서는, 도 27에 있어서 파선 A로 둘러싸인 메모리 셀 MC에 정보를 기록하는 경우를 예로 설명한다.Here, the case where information is recorded in the memory cell MC surrounded by the broken line A in FIG. 27 will be described as an example.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보를 기록할 때에는, 각부의 전위를 이하와 같이 설정한다.When information is written in the memory cell transistor MT, the potential of each part is set as follows.

즉, 선택해야 할 메모리 셀 MC(메모리 셀 A)에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 섹터 선택선 SSL11의 전위를, 예를 들어 3 V로 한다. 한편, 선택된 섹터 선택선 SSL11 이외의 섹터 선택선 SSL12, SSL21, SSL22의 전위는 모두 0 V로 한다.That is, the potential of the sector selection line SSL11 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC (memory cell A) to be selected is set to 3 V, for example. On the other hand, the potentials of the sector selection lines SSL12, SSL21, and SSL22 other than the selected sector selection line SSL11 are all 0V.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트의 전위 BG를, 예를 들어 3 V로 한다.Further, the potential BG of the gate of the voltage buffer transistor BT is set to 3 V, for example.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 메인 비트선(비트선) MBL1의 전위를, 예를 들어 0 V로 한다. 한편, 선택된 메인 비트선 MBL1 이외의 메인 비트선 MBL2의 전위는, 플로팅으로 한다.In addition, the potential of the main bit line (bit line) MBL1 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to 0 V, for example. On the other hand, the potential of the main bit line MBL2 other than the selected main bit line MBL1 is made floating.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제1 워드선 CG11의 전위를, 예를 들어 9 V로 한다. 한편, 선택된 제1 워드선 CG11 이외의 제1 워드선 CG12, CG21, CG22의 전위를 0 V로 한다.Further, the potential of the first word line CG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 9 V, for example. On the other hand, the potentials of the first word lines CG12, CG21, and CG22 other than the selected first word line CG11 are set to 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제2 워드선 SG11의 전위를, 예를 들어 2.5 V로 한다. 한편, 선택된 제2 워드선 SG11 이외의 제2 워드선 SG12, SG21, SG22의 전위를 0 V로 한다.Further, the potential of the second word line SG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 2.5 V, for example. On the other hand, the potentials of the second word lines SG12, SG21, and SG22 other than the selected second word line SG11 are set to 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 소스선 SL11의 전위를, 예를 들어 5.5 V로 한다. 한편, 선택된 소스선 SL11 이외의 소스선 SL21의 전위를, 플로팅으로 한다.Further, the potential of the source line SL11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 5.5 V, for example. On the other hand, the potential of the source line SL21 other than the selected source line SL11 is made floating.

P형 웰(26)의 전위 VB1은 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(74PS)의 전위 VB2는 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(74PB)의 전위 VB3은 모두 0 V로 한다.The potential V B1 of the P-type well 26 is set to 0 V in all cases. In addition, the potential V B2 of the P-type well 74PS is set to 0V. Further, the potential V B3 of the P-type well 74PB is set to 0V.

각부의 전위를 상기한 바와 같이 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a)과 드레인 확산층(36b)의 사이에 전자가 흐르고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a) 내에 전자가 도입된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보가 기록되게 된다.When the electric potential of each part is set as described above, electrons flow between the source diffusion layer 36a and the drain diffusion layer 36b of the memory cell transistor MT and electrons are introduced into the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. As a result, charges are accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT, and information is written in the memory cell transistor MT.

(소거 방법)(Erase method)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 도 34 내지 도 36을 이용하여 설명한다. 도 35는 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 타임 차트이다. 또한, 도 35에 있어서의 파선은 0 V의 전위를 나타내고 있다. 도 36은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 단면도이다.Next, an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 34 to 36. FIG. 35 is a time chart showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. The broken line in Fig. 35 indicates a potential of 0V. 36 is a cross-sectional view showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

메모리 셀 어레이에 기록된 정보의 소거는, 예를 들어 섹터 SCT마다 행해진다. 여기서는, 제1 섹터 SCT1 내에 존재하는 복수의 메모리 셀 MC에 기록된 정보를 일괄하여 소거하는 경우를 예로 설명한다.Erasing of information recorded in the memory cell array is performed for each sector SCT, for example. Here, a case where the information recorded in the plurality of memory cells MC existing in the first sector SCT1 is collectively erased will be described as an example.

본 실시형태에서는, 이하와 같이 하여, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거한다.In the present embodiment, the information recorded in the memory cell transistor MT is erased as follows.

또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 메인 비트선 MBL1, MBL2의 전위는 항상 플로팅으로 한다. 또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 소스선 SL11, SL21의 전위는, 항상 플로팅으로 한다. 또한, 반도체 기판(20)의 전위는 0 V(접지)로 한다. 또한, 선택 트랜지스터 ST의 게이트 SG11, SG12, SG21, SG22의 전위는 항상 플로팅으로 한다.When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potentials of the main bit lines MBL1 and MBL2 are always set to the floating state. When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potentials of the source lines SL11 and SL21 are always set to the floating state. The potential of the semiconductor substrate 20 is set to 0 V (ground). The potentials of the gates SG11, SG12, SG21, and SG22 of the selection transistor ST are always set to the floating state.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 우선, 제3 전압 인가 회로(19)에 의해, P형 웰(74PB)의 전위 VB3를 제5 전위 VERS5로 설정한다. 여기서는, 제5 전위 VERS5를, 예를 들어 3 V로 한다.To erase the information recorded in the memory cell transistor MT, first, the potential V B3 of the P-type well 74PB is set to the fifth potential V ERS5 by the third voltage application circuit 19. Here, the fifth potential V ERS5 is set to 3 V, for example.

또한, 제2 제어 회로(제2 제어부)(29)에 의해, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트의 전위 BG를, 제4 전위 VERS4로 설정한다. 여기서는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트의 전위(제4 전위) VERS4를, 예를 들어 3 V로 한다.Further, the potential BG of the gate of the voltage buffer transistor BT is set to the fourth potential V ERS4 by the second control circuit (second control section) Here, the potential (fourth potential) V ERS4 of the gate of the voltage buffer transistor BT is set to 3 V, for example.

다음에, 제2 전압 인가 회로(17)에 의해, P형 웰(74PS)의 전위 VB2를, 제3 전위 VERS3로 설정한다. 여기서는, 제3 전위 VERS3를, 예를 들어 6 V로 한다.Next, the second voltage application circuit 17 sets the potential V B2 of the P-type well 74PS to the third potential V ERS3 . Here, the third potential V ERS3 is set to, for example, 6V .

또한, 섹터 선택선 SSL11, SSL12, SSL21, SSL22의 전위를, 제2 전위 VERS2로 설정한다. 여기서는, 섹터 선택선 SSL11, SSL12, SSL21, SSL22의 전위(제2 전위) VERS2를, 예를 들어 5 V로 한다.In addition, the potentials of the sector select lines SSL11, SSL12, SSL21, and SSL22 are set to the second potential V ERS2 . Here, the potential (second potential) V ERS2 of the sector select lines SSL11, SSL12, SSL21, and SSL22 is set to 5 V, for example.

다음에, 제1 전압 인가 회로(15)에 의해, P형 웰(26)의 전위 VB1를, 제1 전위 VERS1로 설정한다. 여기서는, 제1 전위 VERS1를, 예를 들어 9 V로 한다.Next, the first voltage application circuit 15 sets the potential VB1 of the P-type well 26 to the first potential V ERS1 . Here, the first potential V ERS1 is set to 9 V, for example.

다음에, 소거의 대상이 되는 제1 섹터 SCT1 내의 메모리 셀 MC에 접속된 제1 워드선 CG11, CG12의 전위를, 예를 들어 -9 V로 한다. 한편, 소거의 대상이 아닌 제2 섹터 SCT2 내의 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 CG21, CG22의 전위를, 예를 들어 플로팅으로 한다.Next, the potentials of the first word lines CG11 and CG12 connected to the memory cells MC in the first sector SCT1 to be erased are set to -9 V, for example. On the other hand, the potentials of the word lines CG21 and CG22 connected to the memory cells MC in the second sector SCT2 that are not to be erased are made floating, for example.

제1 워드선 CG11, CG12의 전위를 예를 들어 -9 V로 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)로부터 전하가 방출된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되어 있지 않은 상태가 되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 정보가 소거되게 된다.When the potential of the first word lines CG11 and CG12 is set to, for example, -9 V, charges are discharged from the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. As a result, no charge is accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT, and information of the memory cell transistor MT is erased.

전술한 바와 같이, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1는 예를 들어 9 V로 설정된다. P형 웰(26)의 전위 VERS1가 9 V로 설정되는 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′는, 예를 들어 8.5∼8.7 V 정도가 된다. 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′가 P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1보다 낮아지는 것은, P형 웰(26)과 드레인 확산층(36c)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.As described above, when the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potential (first potential) V ERS1 of the P-type well 26 is set to, for example, 9V . When the potential V ERS1 of the P-type well 26 is set to 9 V, the potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST is about 8.5 to 8.7 V, for example. The potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 is lower than the potential (first potential) V ERS1 of the P-type well 26 by the diode formed by the P-type well 26 and the drain diffusion layer 36c This is because a voltage drop occurs.

P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3가 예를 들어 6 V인 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PS) 사이의 전위차(VERS1′-VERS3)는, 예를 들어 2.5∼2.7 V 정도가 된다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 6 V 정도이기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PS)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.When the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS is, for example, 6 V, the potential difference V ERS1 '-V (V ERS1'V) between the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the P- ERS3 ) is about 2.5 to 2.7 V, for example. Since the breakdown voltage of the sector select transistor SST is, for example, about 6 V as described above, there is no breakdown between the source diffusion layer 104 and the P-type well 74PS of the sector select transistor SST.

또한, 섹터 선택선 SSL의 전위(제2 전위) VERS2가 예를 들어 5 V인 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104) 사이의 전위차(VERS1′-VERS2)는, 예를 들어 3.5∼3.7 V 정도가 된다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 6 V 정도이기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.When the potential (second potential) V ERS2 of the sector selection line SSL is, for example, 5 V, the potential difference (V ERS1 '- V ERS2 ) between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104 ) Is about 3.5 to 3.7 V, for example. The gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104 are connected to each other by the second low voltage transistors 113N and 113P used as the sector select transistors SST, There is no breakdown between the two.

P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3가 예를 들어 6 V로 설정되는 경우, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′는, 예를 들어 5.5∼5.7 V 정도가 된다. 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′가 P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3보다 낮아지는 것은, P형 웰(74PS)과 드레인 확산층(104)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.When the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS is set to, for example, 6 V, the potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the voltage buffer transistor BT is, for example, 5.5 V to 5.7 V . The potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 is lower than the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS by the diode formed by the P-type well 74PS and the drain diffusion layer 104 This is because a voltage drop occurs.

P형 웰(74PB)의 전위(제5 전위) VERS5가 예를 들어 3 V인 경우, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PB) 사이의 전위차(VERS3′-VERS5)는, 예를 들어 2.5∼2.7 V 정도가 된다. 전압 완충 트랜지스터 BT로서 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 3 V 정도이기 때문에, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PB) 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.When the potential (fifth potential) V ERS5 of the P-type well 74PB is, for example, 3 V, the potential difference V ERS3 '-V between the source diffusion layer 104 of the voltage buffering transistor BT and the P- ERS5 ) is about 2.5 to 2.7 V, for example. Since the breakdown voltage of the first low-voltage transistors 111N and 111P used as the voltage buffer transistor BT is, for example, about 3 V as described above, the source diffusion layer 104 of the voltage buffer transistor BT and the P- There is no breakage.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 BG의 전위(제4 전위) VERS4가 예를 들어 3 V인 경우, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104) 사이의 전위차(VERS3′-VERS4)는, 예를 들어 2.5∼2.7 V 정도가 된다. 전압 완충 트랜지스터 BT로서 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 3 V 정도이기 때문에, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.Further, when the potential (fourth potential) V ERS4 of the gate BG of the voltage buffer transistor BT is, for example, 3 V, the potential difference V ERS3 'between the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT and the source diffusion layer 104, -V ERS4 ) is about 2.5 to 2.7 V, for example. The gate electrode 34d of the voltage buffering transistor BT and the source diffusion layer 104 are connected to each other by the second low voltage transistor 113N or 113P used as the voltage buffer transistor BT, There is no breakdown between the two.

P형 웰(74PB)의 전위(제5 전위) VERS5가 예를 들어 3 V인 경우, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS5′는, 예를 들어 2.5∼2.7 V 정도가 된다. 열 디코더(12)의 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS5′가 P형 웰(74PB)의 전위 VERS5보다 낮아지는 것은, P형 웰(74PB)과 드레인 확산층(104)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.When the potential (fifth potential) V ERS5 of the P-type well 74PB is, for example, 3 V, the potential V ERS5 of the source diffusion layer 104 of the first low-voltage transistor 111N used in the column decoder 12 Is about 2.5 to 2.7 V, for example. The potential V ERS5 'of the source diffusion layer 104 of the first low-voltage transistor 111N of the column decoder 12 is lower than the potential V ERS5 of the P-type well 74PB because the potential difference between the P-type well 74PB and the drain diffusion layer The voltage drop is caused by the diode formed by the diode 104. [

열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 3 V 정도이기 때문에, 열 디코더(12)의 제1 저전압 트랜지스터(111N)에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.Since the breakdown voltage of the first low-voltage transistor 111N used in the column decoder 12 is, for example, about 3 V as described above, the breakdown in the first low-voltage transistor 111N of the column decoder 12 There is nothing happening.

또한, 각부의 전위는 상기한 바에 한정되는 것이 아니다.The electric potential of each part is not limited to the above.

P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1와 P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS3가 설정된다.The potential of the P-type well 26 (the first potential) V ERS1, and the potential of the P-type well (74PS) (third electric potential) difference between the V ERS3, sector select transistors, each of the electric potential is smaller than the breakdown voltage of the SST V ERS1, V ERS3 is set.

보다 엄밀하게는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′와 P형 웰(74PS)의 전위 VERS3의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS3가 설정된다.More strictly speaking, a sector select transistor of the potential of the source diffusion layer 104 of the SST V potential of the ERS1 'and the P-type well (74PS) V ERS3 difference, is smaller than the breakdown voltage of a sector select transistor SST each potential V ERS1, V ERS3 is set.

또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 전위 VERS2와 P형 웰(26)의 전위 VERS1의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS2가 설정된다.The respective potentials V ERS1 and V ERS2 are set such that the difference between the potential V ERS2 of the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the potential V ERS1 of the P-type well 26 becomes smaller than the breakdown voltage of the sector select transistor SST .

보다 엄밀하게는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 전위 VERS2와 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS2가 설정된다.More strictly speaking, the sector select transistors SST of the potential V ERS1 of the gate electrode potential V ERS2 and the source diffusion layer 104 of (34d) 'difference, is smaller than the breakdown voltage of a sector select transistor SST each potential V ERS1, V ERS2 Is set.

또한, P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3와 P형 웰(74PB)의 전위(제5 전위) VERS5의 차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS3, VERS5가 설정된다.Further, the electric potential (third electric potential) of the P-type well (74PS) V ERS3 and the P-type well (74PB) potential (fifth potential) V ERS5 difference, is smaller than the voltage buffer transistor BT pressure respective potentials V ERS3 of , V ERS5 are set.

보다 엄밀하게는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′와 P형 웰(74PB)의 전위 VERS5의 차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS3, VERS5가 설정된다.More precisely, the potentials V ERS3, V (V ERS3 ) and V (V ERS3 ) are set so that the difference between the potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the voltage buffer transistor BT and the potential V ERS5 of the P- ERS5 is set.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 전위(제4 전위) VERS4와 P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3의 차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS3, VERS4가 설정된다.Further, the voltage buffer transistor electric potential of the gate electrode (34d) of the BT potential of the (fourth electric potential) V ERS4 and the P-type well (74PS) (third electric potential) difference between the V ERS3, is smaller than the voltage buffer transistor BT pressure, respectively The potentials V ERS3 and V ERS4 are set.

보다 엄밀하게는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 전위 VERS4와 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′의 차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS3, VERS4가 설정된다.More precise, the voltage buffer transistor of the BT of the gate electrode (34d), the potential V ERS4 and the source diffusion layer 104, the potential V ERS3 of the "difference, is smaller than the voltage buffer transistor BT pressure respective potentials V ERS3, V ERS4 Is set.

또한, P형 웰(74PB)의 전위(제5 전위) VERS5가, 열 디코더(12)의 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 내압보다 작아지도록 P형 웰(74PB)의 전위 VERS5가 설정된다.The potential V ERS5 of the P-type well 74PB is set so that the potential (fifth potential) V ERS5 of the P-type well 74PB becomes smaller than the breakdown voltage of the first low-voltage transistor 111N of the column decoder 12 .

보다 엄밀하게는, 열 디코더(12)의 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS5′와 P형 웰(74P)의 전위의 차가, 열 디코더(12)의 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 내압보다 작아지도록 제5 전위 VERS5가 설정된다.More precisely, the difference between the potential V ERS5 'of the source diffusion layer 104 of the first low-voltage transistor 111N of the column decoder 12 and the potential of the P-type well 74P is lower than the potential of the first low voltage The fifth potential V ERS5 is set to be smaller than the breakdown voltage of the transistor 111N.

제1 전위 VERS1∼제5 전위 VERS5가 모두 플러스인 경우에는, 제2 전위 VERS2는 제1 전위 VERS1보다 낮게 설정되고, 제3 전위 VERS3도 제1 전위 VERS1보다 낮게 설정된다. 또한, 제4 전위 VERS4는 제3 전위 VERS3보다 낮게 설정되고, 제5 전위 VERS5도 제3 전위 VERS3보다 낮게 설정된다.When both the first potential V ERS1 to the fifth potential V ERS5 are positive, the second potential V ERS2 is set to be lower than the first potential V ERS1 , and the third potential V ERS3 is also set to be lower than the first potential V ERS1 . Further, the fourth potential V ERS4 is set lower than the third potential VE RS3 , and the fifth potential V ERS5 is also set lower than the third potential V ERS3 .

이와 같이, 본 실시형태에서는, P형 웰(74PB)과 P형 웰(74PS)과 P형 웰(26)이 N형 웰(24, 25)에 의해 전기적으로 분리되어 있다. 그리고, P형 웰(74PS) 상에 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 형성되어 있고, P형 웰(74PB) 상에 전압 완충 트랜지스터 BT가 형성되어 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, P형 웰(26)에 인가되는 전압과 상이한 바이어스 전압을 P형 웰(74PS)에 인가하는 것이 가능하다. 또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, P형 웰(74PS)에 인가되는 전압과 상이한 바이어스 전압을 P형 웰(74PB)에 인가하는 것이 가능하다. 그리고, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, P형 웰(26)과 P형 웰(74PS) 사이의 전위차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 P형 웰(74PS)에 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104) 사이의 전위차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)에 바이어스 전압이 인가된다. 또한, P형 웰(74PS)과 P형 웰(74PB) 사이의 전위차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 P형 웰(74PB)에 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 열 디코더(12) 내의 제1 저전압 트랜지스터(111N)에 인가되는 전압이, 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 내압보다 작아지도록 P형 웰(74PB)에 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104) 사이의 전위차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)에 바이어스 전압이 인가된다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 전압 완충 트랜지스터 BT가 설치되어 있기 때문에, 소거 시에 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 가해지는 전압을 작게 억제할 수 있고, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 있어서 파괴가 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전압 완충 트랜지스터 BT가 설치되어 있기 때문에, 열 디코더(12)에 내압이 매우 낮은 제1 저전압 트랜지스터(112N)를 이용할 수 있다. 본 실시형태에 따르면, 한층 더한 고속화나 저소비 전력화 등을 실현하는 것이 가능해진다.Thus, in the present embodiment, the P-type well 74PB, the P-type well 74PS and the P-type well 26 are electrically separated by the N-type wells 24 and 25. A sector select transistor SST is formed on the P-type well 74PS, and a voltage buffer transistor BT is formed on the P-type well 74PB. Therefore, in the present embodiment, it is possible to apply a bias voltage different from the voltage applied to the P-type well 26 to the P-type well 74PS when erasing the information recorded in the memory cell transistor MT. When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, it is possible to apply a bias voltage different from the voltage applied to the P-type well 74PS to the P-type well 74PB. When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, a bias is applied to the P-type well 74PS so that the potential difference between the P-type well 26 and the P-type well 74PS becomes smaller than the breakdown voltage of the sector select transistor SST Voltage is applied. A bias voltage is applied to the gate electrode 34d of the sector select transistor SST so that the potential difference between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104 becomes smaller than the breakdown voltage of the sector select transistor SST. A bias voltage is applied to the P-type well 74PB so that the potential difference between the P-type well 74PS and the P-type well 74PB becomes smaller than the breakdown voltage of the voltage buffer transistor BT. The bias voltage is applied to the P-type well 74PB so that the voltage applied to the first low-voltage transistor 111N in the column decoder 12 becomes smaller than the breakdown voltage of the first low-voltage transistor 111N. A bias voltage is applied to the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT so that the potential difference between the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT and the source diffusion layer 104 becomes smaller than the breakdown voltage of the voltage buffer transistor BT. Therefore, according to the present embodiment, since the voltage buffer transistor BT is provided, the voltage applied to the sector select transistor SST at the time of erasing can be suppressed to be small, and the destruction of the sector select transistor SST can be prevented have. In addition, since the voltage buffer transistor BT is provided, the first low-voltage transistor 112N having a very low withstand voltage can be used as the column decoder 12. According to the present embodiment, it is possible to further increase the speed and reduce the power consumption.

또한, 여기서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 섹터 선택선 SSL의 전위 VERS2를 예를 들어 5 V로 하는 경우를 예로 설명했지만, 섹터 선택선 SSL의 전위를 플로팅으로 해도 좋다. 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 섹터 선택선 SSL의 전위를 플로팅으로 한 경우에도, 소거 시에 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 있어서 파괴가 생기는 것을 방지하는 것이 가능하다.In this example, the case where the potential V ERS2 of the sector select line SSL is set to, for example, 5 V at the time of erasing the information recorded in the memory cell transistor MT has been described as an example, but the potential of the sector select line SSL may be floating . It is possible to prevent the sector select transistor SST from being broken at the time of erasing even when the potential of the sector select line SSL is made floating when the information recorded in the memory cell transistor MT is erased.

(비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법)(Manufacturing Method of Nonvolatile Semiconductor Memory Device)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 도 37 내지 도 55를 이용하여 설명한다. 도 37 내지 도 55는, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.Next, a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 37 to 55. FIG. 37 to 55 are process cross-sectional views showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

도 37의 (a), 도 39의 (a), 도 41의 (a), 도 43의 (a), 도 45의 (a), 도 47의 (a), 도 49의 (a), 도 51의 (a) 및 도 53은, 메모리 셀 어레이 영역(2)을 나타내고 있다. 도 37의 (a), 도 39의 (a), 도 41의 (a), 도 43의 (a), 도 45의 (a), 도 47의 (a), 도 49의 (a), 도 51의 (a) 및 도 53의 지면 좌측의 도면은, 도 29의 E-E' 단면에 대응하고 있다. 도 37의 (a), 도 39의 (a), 도 41의 (a), 도 43의 (a), 도 45의 (a), 도 47의 (a), 도 49의 (a), 도 51의 (a) 및 도 53의 지면 우측의 도면은 도 29의 C-C' 단면에 대응하고 있다.Figures 37 (a), 39 (a), 41 (a), 43 (a), 45 (a), 47 (a), 49 51 (a) and FIG. 53 show the memory cell array region 2. Figures 37 (a), 39 (a), 41 (a), 43 (a), 45 (a), 47 (a), 49 The drawings on the left side of FIG. 51 (a) and FIG. 53 correspond to the EE 'section of FIG. Figures 37 (a), 39 (a), 41 (a), 43 (a), 45 (a), 47 (a), 49 The drawings on the right side of FIG. 51 (a) and FIG. 53 correspond to the CC 'section of FIG.

도 37의 (b), 도 38, 도 39의 (b), 도 40, 도 41의 (b), 도 42, 도 43의 (b), 도 44, 도 45의 (b), 도 46, 도 47의 (b), 도 48, 도 49의 (b), 도 50, 도 51의 (b), 도 52, 도 53, 도 54, 도 55는 주변 회로 영역(4)을 나타내고 있다.37, (b), 38, 39 (b), 40, 41 (b), 42, 43 (b), 44, 45 (b) Figures 47 (b), 48, 49 (b), 50, 51 (b), 52, 53, 54, and 55 show the peripheral circuit region 4.

도 37의 (b), 도 39의 (b), 도 41의 (b), 도 43의 (b), 도 45의 (b), 도 47의 (b), 도 49의 (b), 도 51의 (b) 및 도 54의 지면 좌측은, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)을 나타내고 있다. 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6) 중의 지면 좌측은 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 나타내고 있다. 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)의 지면 우측은, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 나타내고 있다.Figures 37 (b), 39 (b), 41 (b), 43 (b), 45 (b), 47 (b), 49 51 (b) and 54 show the region 6 where the high-voltage transistor is formed. The region 6 on the left side of the region 6 where the high breakdown voltage transistor is formed represents the region 6N where the high breakdown voltage N-channel transistor is formed. The right side of the region 6N where the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed represents the region 6P where the high-breakdown-voltage P-channel transistor is formed.

고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)의 지면 우측은, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)을 나타내고 있다.The right side of the region 6P where the high breakdown voltage P-channel transistor is formed shows the region 7 where the sector select transistor is formed.

도 37의 (b), 도 39의 (b), 도 41의 (b), 도 43의 (b), 도 45의 (b), 도 47의 (b), 도 49의 (b), 도 51의 (b) 및 도 54의 지면 우측은, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)을 나타내고 있다. 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 중의 지면 좌측은, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 나타내고 있다. 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 중의 지면 우측은, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 나타내고 있다.Figures 37 (b), 39 (b), 41 (b), 43 (b), 45 (b), 47 (b), 49 51 (b) and 54 show the region 8 where the first low-voltage transistor is formed. The left side of the region of the region 8 where the first low-voltage transistor is formed shows a region 8N in which the first low-voltage N-channel transistor is formed. The right side of the region 8 where the low-voltage transistor is formed represents the region 8P in which the first low-voltage P-channel transistor is formed.

도 38, 도 40, 도 42, 도 44, 도 46, 도 48, 도 50, 도 52 및 도 55의 지면 좌측은, 제1 저전압 트랜지스터보다 내압이 높은 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(9)을 나타내고 있다. 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(9) 중의 지면 좌측은, 제2 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(9N)을 나타내고 있다. 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(9) 중의 지면 우측은, 제2 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(9P)을 나타내고 있다.The left side of the drawing in Figs. 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 and 55 shows the region 9 where the second low- . The left side of the region of the region 9 where the second low-voltage transistor is formed represents a region 9N where the second low-voltage N-channel transistor is formed. The right side of the region 9 in which the second low-voltage transistor is formed represents the region 9P in which the second low-voltage P-channel transistor is formed.

우선, 반도체 기판(20)을 준비하는 공정으로부터, 희생 산화막(69)을 성장하는 공정까지는, 도 10 내지 도 12를 이용하여 전술한 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.First, the process from the step of preparing the semiconductor substrate 20 to the step of growing the sacrificial oxide film 69 is the same as the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment described above with reference to FIGS. 10 to 12 The description will be omitted.

다음에, 도 37에 나타내는 바와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(24)을 형성한다. 또한, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에도, N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(25)을 형성한다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(25)을 형성한다. 또한, 도 38에 나타내는 바와 같이, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)에 N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(25)을 형성한다. 또한, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 매립 확산층(24)보다도 얕게 P형의 도펀트 불순물을 주입함으로써, P형의 웰(26)을 형성한다. 또한, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에 매립 확산층(25)보다도 얕게 P형의 도펀트 불순물을 주입함으로써, P형의 웰(72P)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 37, an N type buried diffusion layer 24 is formed by deeply implanting N type dopant impurities into the memory cell array region 2. Next, as shown in FIG. An N-type buried diffusion layer 25 is also formed by implanting an N-type dopant impurity deep into the region 6N where the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed. Further, an N type buried diffusion layer 25 is formed by deeply implanting an N type dopant impurity into the region 7 where the sector select transistor is formed. 38, an N type buried diffusion layer 25 is formed by deeply implanting an N type dopant impurity into the region 11 where the voltage buffering transistor is formed. A P-type well 26 is formed by implanting a P-type dopant impurity into the memory cell array region 2 shallower than the buried diffusion layer 24. The P-type well 72P is formed by implanting a P-type dopant impurity shallower than the buried diffusion layer 25 in the region 6N where the high-voltage N-channel transistor is formed.

다음에, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에 N형의 확산층(70)을 프레임형으로 형성한다. 이러한 프레임형의 확산층(70)은, 반도체 기판(20)의 표면으로부터 매립 확산층(25)의 주연부에 이르도록 형성한다. P형의 웰(72P)은 매립 확산층(25)과 확산층(70)에 의해 둘러싸인 상태가 된다.Next, an N-type diffusion layer 70 is formed in a frame shape in a region 6N where a high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed. This frame-type diffusion layer 70 is formed so as to extend from the surface of the semiconductor substrate 20 to the periphery of the buried diffusion layer 25. [ The P type well 72P is surrounded by the buried diffusion layer 25 and the diffusion layer 70. [

또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에도 N형의 확산층(70)을 프레임형으로 형성한다. 이러한 프레임형의 확산층(70)은, 반도체 기판(20)의 표면으로부터 매립 확산층(25)의 주연부에 이르도록 형성한다.The N-type diffusion layer 70 is also formed in the frame 7 in the region 7 where the sector select transistor is formed. This frame-type diffusion layer 70 is formed so as to extend from the surface of the semiconductor substrate 20 to the periphery of the buried diffusion layer 25. [

또한, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)에도, N형의 확산층(70)을 프레임형으로 형성한다. 이러한 프레임형의 확산층(70)은, 반도체 기판(20)의 표면으로부터 매립 확산층(25)의 주연부에 이르도록 형성한다.Also in the region 11 where the voltage buffering transistor is formed, the N-type diffusion layer 70 is formed in a frame shape. This frame-type diffusion layer 70 is formed so as to extend from the surface of the semiconductor substrate 20 to the periphery of the buried diffusion layer 25. [

또한, 도시하지 않지만, 메모리 셀 어레이 영역(2)의 P형의 웰(26)도, 매립 확산층(24)과 프레임형의 확산층(70)에 의해 둘러싸인 상태가 된다.Although not shown, the P-type well 26 of the memory cell array region 2 is also surrounded by the buried diffusion layer 24 and the frame-shaped diffusion layer 70.

다음에, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)에, N형의 도펀트 불순물을 도입함으로써 N형의 웰(72N)을 형성한다.Next, an N-type well 72N is formed by introducing an N-type dopant impurity into the region 6P where the high-breakdown-voltage P-channel transistor is formed.

다음에, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the memory cell array region 2 (not shown).

다음에, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)과, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the region 6N where the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed and the region 6P where the high breakdown voltage P-channel transistor is formed (not shown).

다음에, 반도체 기판(20)의 표면에 존재하는 희생 산화막(69)(도 13 참조)을 에칭 제거한다.Next, the sacrificial oxide film 69 (see FIG. 13) existing on the surface of the semiconductor substrate 20 is etched away.

다음에, 전면(全面)에, 열산화법에 의해, 막 두께 10 ㎚의 터널 절연막(28)을 형성한다.Next, a tunnel insulating film 28 having a thickness of 10 nm is formed on the entire surface by thermal oxidation.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 90 ㎚의 폴리실리콘막(30)을 형성한다. 이러한 폴리실리콘막(30)으로서는, 불순물이 도핑된 폴리실리콘막을 형성한다.Next, a polysilicon film 30 having a film thickness of 90 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD. As the polysilicon film 30, a polysilicon film doped with an impurity is formed.

다음에, 메모리 셀 어레이 영역(2)의 폴리실리콘막(30)을 패터닝하고, 주변 회로 영역(4)에 존재하는 폴리실리콘막(30)을 에칭 제거한다.Next, the polysilicon film 30 in the memory cell array region 2 is patterned, and the polysilicon film 30 existing in the peripheral circuit region 4 is etched away.

다음에, 전면에, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막과 실리콘 산화막을 순차 적층하여 이루어지는 절연막(ONO막)(32)을 형성한다. 이러한 절연막(32)은, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)를 절연하기 위한 것이다.Next, an insulating film (ONO film) 32 formed by sequentially laminating a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film on the entire surface is formed. This insulating film 32 is for insulating the floating gate 30a and the control gate 34a.

다음에, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)에 P형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, P형의 웰(74P)을 형성한다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 P형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, P형의 웰(74PS)을 형성한다. 또한, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)에 P형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, P형의 웰(74PB)을 형성한다. 또한, 제2 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(9N)에 P형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, P형의 웰(74P)을 형성한다.Next, the P-type well 74P is formed by introducing a P-type dopant impurity into the region 8N where the first low-voltage N-channel transistor is formed. A P-type well 74PS is formed by introducing a P-type dopant impurity into the region 7 where the sector select transistor is formed. A P-type well 74PB is formed by introducing a P-type dopant impurity into the region 11 where the voltage buffering transistor is formed. Further, the P-type well 74P is formed by introducing the P-type dopant impurity into the region 9N where the second low-voltage N-channel transistor is formed.

다음에, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)에 N형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, N형의 웰(74N)을 형성한다. 또한, 제2 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(9P)에 N형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, N형의 웰(74N)을 형성한다.Next, an N-type well 74N is formed by introducing an N-type dopant impurity into the region 8P in which the first low-voltage P-channel transistor is formed. An N-type well 74N is formed by introducing an N-type dopant impurity into the region 9P in which the second low-voltage P-channel transistor is formed.

다음에, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)과, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)에 채널 도핑을 행한다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)과 제2 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(9N)과, 제2 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(9P)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed in the region 8N in which the first low-voltage N-channel transistor is formed and in the region 8P in which the first low-voltage P-channel transistor is formed. Channel doping is performed on the region 7 where the sector select transistor is formed, the region 9N where the second low-voltage N-channel transistor is formed, and the region 9P where the second low-voltage P-channel transistor is formed ).

다음에, 주변 회로 영역(4)에 존재하는 절연막(ONO막)(32)을 에칭 제거한다.Next, the insulating film (ONO film) 32 present in the peripheral circuit region 4 is removed by etching.

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 예를 들어 막 두께 11 ㎚의 게이트 절연막(76)을 형성한다(도 37 및 도 38 참조).Next, a gate insulating film 76 having a film thickness of, for example, 11 nm is formed on the entire surface by thermal oxidation (see FIGS. 37 and 38).

다음에, 웨트 에칭에 의해, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7), 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8), 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(9) 및 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)의 게이트 절연막(76)을 제거한다.Next, by the wet etching, the region 7 where the sector select transistor is formed, the region 8 where the first low-voltage transistor is formed, the region 9 where the second low-voltage transistor is formed, and the region where the voltage buffering transistor is formed The gate insulating film 76 of the gate electrode 11 is removed.

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 예를 들어 막 두께 4 ㎚의 게이트 절연막(77)을 형성한다. 이에 따라, 섹터 셀렉트 트랜지스터 형성 영역(7), 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 및 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(9) 및 전압 완충 트랜지스터 형성 영역(11)에 있어서는, 예를 들어 막 두께 4 ㎚의 게이트 절연막(77)이 형성된다. 한편, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)에 있어서는, 게이트 절연막(76)의 막 두께가 예를 들어 14 ㎚ 정도가 된다(도 39 및 도 40 참조).Next, a gate insulating film 77 having a film thickness of, for example, 4 nm is formed on the entire surface by thermal oxidation. Thus, in the sector select transistor formation region 7, the region 8 where the first low-voltage transistor is formed, the region 9 where the second low-voltage transistor is formed, and the voltage buffering transistor formation region 11, A gate insulating film 77 having a film thickness of 4 nm is formed. On the other hand, in the region 6 in which the high breakdown voltage transistor is formed, the film thickness of the gate insulating film 76 is about 14 nm, for example (see FIGS. 39 and 40).

다음에, 웨트 에칭에 의해, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 및 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)의 게이트 절연막(76)을 제거한다.Next, the region 8 where the first low-voltage transistor is formed and the gate insulating film 76 of the region 11 where the voltage buffering transistor is formed are removed by wet etching.

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 예를 들어 막 두께 3 ㎚의 게이트 절연막(79)을 형성한다. 이에 따라, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 및 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)에 있어서는, 예를 들어 막 두께 3 ㎚의 게이트 절연막(79)이 형성된다. 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(9) 및 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 있어서는, 게이트 절연막(77)의 막 두께가 예를 들어 6 ㎚ 정도가 된다. 또한, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)에 있어서는, 게이트 절연막(76)의 막 두께가 예를 들어 16 ㎚ 정도가 된다(도 41 및 42 참조).Next, on the entire surface, a gate insulating film 79 having a film thickness of 3 nm, for example, is formed by thermal oxidation. Thus, in the region 8 where the first low-voltage transistor is formed and the region 11 where the voltage buffering transistor is formed, for example, a gate insulating film 79 with a film thickness of 3 nm is formed. In the region 9 where the second low-voltage transistor is formed and the region 7 where the sector select transistor is formed, the film thickness of the gate insulating film 77 is about 6 nm, for example. In the region 6 in which the high breakdown voltage transistor is formed, the film thickness of the gate insulating film 76 is about 16 nm, for example (see FIGS. 41 and 42).

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 예를 들어 막 두께 180 ㎚의 폴리실리콘막(34)을 형성한다.Next, a polysilicon film 34 having a thickness of, for example, 180 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, 전면에, 반사 방지막(80)을 형성한다(도 43, 도 44 참조).Next, an antireflection film 80 is formed on the entire surface (see Figs. 43 and 44).

다음에, 도 45 및 도 46에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 반사 방지막(80), 폴리실리콘막(34), 절연막(32) 및 폴리실리콘막(30)을 드라이 에칭한다. 이에 따라, 폴리실리콘으로 이루어지는 플로팅 게이트(30a)와, 폴리실리콘으로 이루어지는 컨트롤 게이트(34a)를 갖는 적층체가, 메모리 셀 어레이 영역(2) 내에 형성된다. 또한, 폴리실리콘으로 이루어지는 셀렉트 게이트(30b)와, 폴리실리콘막(34b)을 갖는 적층체가 메모리 셀 어레이 영역(2) 내에 형성된다.45 and 46, the antireflection film 80, the polysilicon film 34, the insulating film 32, and the polysilicon film 30 are dry-etched by using the photolithography technique. As a result, a laminate having a floating gate 30a made of polysilicon and a control gate 34a made of polysilicon is formed in the memory cell array region 2. Further, a laminate having a select gate 30b made of polysilicon and a polysilicon film 34b is formed in the memory cell array region 2. [

다음에, 배선(제1 금속 배선)(46)과 셀렉트 게이트(30b)를 접속해야 할 영역에 있어서 폴리실리콘막(34b)을 에칭 제거한다(도시하지 않음).Next, the polysilicon film 34b is etched away (not shown) in the region where the wiring (first metal wiring) 46 and the select gate 30b should be connected.

다음에, 열산화법에 의해, 플로팅 게이트(30a)의 측벽 부분, 컨트롤 게이트(34a)의 측벽 부분, 셀렉트 게이트(30b)의 측벽 부분 및 폴리실리콘막(34b)의 측벽 부분에 실리콘 산화막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a silicon oxide film (not shown) is formed on the sidewall portion of the floating gate 30a, the sidewall portion of the control gate 34a, the sidewall portion of the select gate 30b, and the sidewall portion of the polysilicon film 34b by thermal oxidation. Is formed.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 메모리 셀 어레이 영역(2)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the memory cell array region 2 is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 플로팅 게이트(30a)의 양측의 반도체 기판(20) 내와, 셀렉트 게이트(30b)의 양측의 반도체 기판(20) 내에 불순물 확산층(36a∼36c)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. The impurity diffusion layers 36a to 36c are formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the floating gate 30a and in the semiconductor substrate 20 on both sides of the select gate 30b. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

이렇게 해서, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)와 소스/드레인 확산층(36a, 36b)을 갖는 메모리 셀 트랜지스터 MT가 형성된다. 또한, 컨트롤 게이트(30b)와 소스/드레인 확산층(36b, 36c)을 갖는 선택 트랜지스터 ST가 형성된다.Thus, the memory cell transistor MT having the floating gate 30a, the control gate 34a, and the source / drain diffusion layers 36a and 36b is formed. Further, the selection transistor ST having the control gate 30b and the source / drain diffusion layers 36b and 36c is formed.

다음에, 열산화법에 의해, 플로팅 게이트(30a)의 측벽 부분, 컨트롤 게이트(34b)의 측벽 부분, 셀렉트 게이트(30b)의 측벽 부분 및 폴리실리콘막(34b)의 측벽 부분에 실리콘 산화막(82)을 형성한다.A silicon oxide film 82 is formed on the sidewall portion of the floating gate 30a, the sidewall portion of the control gate 34b, the sidewall portion of the select gate 30b, and the sidewall portion of the polysilicon film 34b by thermal oxidation, .

다음에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 50 ㎚의 실리콘 질화막(84)을 형성한다.Next, a silicon nitride film 84 having a thickness of 50 nm is formed by, e.g., CVD.

다음에, 드라이 에칭에 의해, 실리콘 질화막(84)을 이방성 에칭함으로써, 실리콘 질화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(84)을 형성한다. 이때, 반사 방지막(80)이 에칭 제거되게 된다.Next, the silicon nitride film 84 is anisotropically etched by dry etching to form a sidewall insulation film 84 made of a silicon nitride film. At this time, the antireflection film 80 is etched away.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 주변 회로 영역(4)의 폴리실리콘막(34)을 패터닝한다. 이에 따라, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)에 폴리실리콘막(34)으로 이루어지는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 전극(34c)이 형성된다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에, 폴리실리콘(34)으로 이루어지는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)이 형성된다. 또한, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)에 폴리실리콘(34)으로 이루어지는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 전극(34d)이 형성된다. 또한, 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(9)에 폴리실리콘(34)으로 이루어지는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 게이트 전극(34d)이 형성된다. 또한, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)에 폴리실리콘(34)으로 이루어지는 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)이 형성된다.Next, the polysilicon film 34 in the peripheral circuit region 4 is patterned by photolithography. The gate electrode 34c of the high breakdown voltage transistors 110N and 110P made of the polysilicon film 34 is formed in the region 6 where the high breakdown voltage transistor is formed. The gate electrode 34d of the sector select transistor SST made of polysilicon 34 is formed in the region 7 where the sector select transistor is formed. The gate electrode 34d of the first low-voltage transistor 111N, 111P made of polysilicon 34 is formed in the region 8 where the first low-voltage transistor is formed. The gate electrode 34d of the second low-voltage transistor 113N, 113P made of polysilicon 34 is formed in the region 9 where the second low-voltage transistor is formed. A gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT made of polysilicon 34 is formed in the region 11 where the voltage buffering transistor is formed.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6N in which the high-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여 N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 N채널 트랜지스터(110N)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에 N형의 저농도 확산층(86)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, the N type lightly doped diffusion layer 86 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-voltage N-channel transistor 110N. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6P in which the high voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 P채널 트랜지스터(110P)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 저농도 확산층(88)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type low-concentration diffusion layer 88 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage P-channel transistor 110P. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 포토레지스트막에, 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(9N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 형성한다. 이때, 포토레지스트막에는, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)도 형성된다.Next, an opening (not shown) exposing the region 9N in which the second low-voltage transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography. At this time, an opening (not shown) exposing the region 7 where the sector select transistor is formed is also formed in the photoresist film.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제2 저전압 N채널 트랜지스터(113N)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 저농도 확산층(90a)이 형성된다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 저농도 확산층(90a)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, an N-type low-concentration diffusion layer 90a is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the second low-voltage N-channel transistor 113N. An N-type low concentration diffusion layer 90a is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the sector select transistor SST. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 제2 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(9P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 9P in which the second low-voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제2 저전압 P채널 트랜지스터(113P)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에 P형의 저농도 확산층(92a)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type lightly doped diffusion layer 92a is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the second low-voltage P-channel transistor 113P. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 포토레지스트막에, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 형성한다. 이때, 포토레지스트막에는, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)도 형성된다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8N in which the first low-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography. At this time, an opening (not shown) exposing the region 11 where the voltage buffering transistor is formed is also formed in the photoresist film.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제1 저전압 N채널 트랜지스터(111N)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 저농도 확산층(90)이 형성된다. 또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 저농도 확산층(90)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, an N-type low-concentration diffusion layer 90 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the first low-voltage N-channel transistor 111N. An N type lightly doped diffusion layer 90 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8P in which the first low-voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제1 저전압 P채널 트랜지스터(111P)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 저농도 확산층(92)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다(도 47, 도 48 참조).Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type lightly doped diffusion layer 92 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the first low-voltage P-channel transistor 111P. Thereafter, the photoresist film is peeled off (see Figs. 47 and 48).

다음에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 100 ㎚의 실리콘 산화막(93)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 93 having a thickness of 100 nm is formed by, e.g., CVD.

다음에, 드라이 에칭에 의해, 실리콘 산화막(93)을 이방성 에칭한다. 이에 따라, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)를 갖는 적층체의 측벽 부분에, 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다(도 49, 도 50 참조). 또한, 셀렉트 게이트(30b)와 폴리실리콘막(34b)을 갖는 적층체의 측벽 부분에, 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다. 또한, 게이트 전극(34c, 34d)의 측벽 부분에 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다.Next, the silicon oxide film 93 is anisotropically etched by dry etching. Thus, a sidewall insulation film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portion of the laminate having the floating gate 30a and the control gate 34a (see Figs. 49 and 50). A sidewall insulation film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portion of the laminate having the select gate 30b and the polysilicon film 34b. A sidewall insulation film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portions of the gate electrodes 34c and 34d.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6N in which the high-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 N채널 트랜지스터의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 고농도 확산층(94)이 형성된다. N형의 저농도 확산층(86)과 N형의 고농도 확산층(94)에 의해, LDD 구조의 N형의 소스/드레인 확산층(96)이 형성된다. 이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(96)을 갖는 고내압 N채널 트랜지스터(110N)가 형성된다. 고내압 N채널 트랜지스터(110N)는 제1 행 디코더(14), 제3 행 디코더(18), 제1 전압 인가 회로(15), 제2 전압 인가 회로(17), 제3 전압 인가 회로(19) 등의 고전압 회로에 이용된다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, an N-type high-concentration diffusion layer 94 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage N-channel transistor. The N-type source / drain diffusion layer 96 of the LDD structure is formed by the N-type low-concentration diffusion layer 86 and the N-type high-concentration diffusion layer 94. Thus, the high-breakdown-voltage N-channel transistor 110N having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 96 is formed. The high voltage N-channel transistor 110N includes a first row decoder 14, a third row decoder 18, a first voltage applying circuit 15, a second voltage applying circuit 17, a third voltage applying circuit 19 ) And the like.

이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6P in which the high voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 P채널 트랜지스터(110P)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 고농도 확산층(98)이 형성된다. P형의 저농도 확산층(88)과 P형의 고농도 확산층(98)에 의해, LDD 구조의 P형의 소스/드레인 확산층(100)이 형성된다. 이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(100)을 갖는 고내압 P채널 트랜지스터(110P)가 형성된다. 고내압 P채널 트랜지스터(110P)는 제1 행 디코더(14), 제3 행 디코더(18), 제1 전압 인가 회로(15), 제2 전압 인가 회로(17), 제3 전압 인가 회로(19) 등의 고전압 회로에 이용된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type high-concentration diffusion layer 98 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage P-channel transistor 110P. The P-type source / drain diffusion layer 100 of the LDD structure is formed by the P-type low-concentration diffusion layer 88 and the P-type high-concentration diffusion layer 98. Thus, a high breakdown voltage P-channel transistor 110P having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 100 is formed. The high voltage p-channel transistor 110P includes a first row decoder 14, a third row decoder 18, a first voltage applying circuit 15, a second voltage applying circuit 17, a third voltage applying circuit 19 ) And the like. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음) 및 제2 저전압 N채널 트랜지스터(9N)를 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다. 이때, 포토레지스트막에는, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)을 노출하는 개구부(도시하지 않음) 및 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)도 형성된다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8N where the first low-voltage N-channel transistor is formed and an opening (not shown) exposing the second low-voltage N-channel transistor 9N are formed by photolithography, ) Is formed on the photoresist film. At this time, an opening (not shown) exposing the region 7 where the sector select transistor is formed and an opening (not shown) exposing the region 11 where the voltage buffer transistor is formed are formed in the photoresist film.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제1 저전압 N채널 트랜지스터(111N)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 고농도 확산층(102)이 형성된다. 제2 저전압 N채널 트랜지스터(113N)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 고농도 확산층(102)이 형성된다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 고농도 확산층(102)이 형성된다. 또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 고농도 확산층(102)이 형성된다. N형의 저농도 확산층(90)과 N형의 고농도 확산층(102)에 의해, LDD 구조의 N형의 소스/드레인 확산층(104)이 형성된다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, an N-type high-concentration diffusion layer 102 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the first low-voltage N-channel transistor 111N. An N-type high-concentration diffusion layer 102 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the second low-voltage N-channel transistor 113N. An N-type high concentration diffusion layer 102 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the sector select transistor SST. In addition, an N-type high-concentration diffusion layer 102 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT. An N-type source / drain diffusion layer 104 of an LDD structure is formed by the N-type low-concentration diffusion layer 90 and the N-type high-concentration diffusion layer 102.

이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 제1 저전압 N채널 트랜지스터(111N)가 형성된다. 또한, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 제2 저전압 N채널 트랜지스터(113N)가 형성된다. 또한, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 형성된다. 또한, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 전압 완충 트랜지스터 BT가 형성된다.Thus, the first low-voltage N-channel transistor 111N having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed. Further, a second low-voltage N-channel transistor 113N having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed. In addition, the sector select transistor SST having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed. Further, a voltage buffer transistor BT having a gate electrode 34d and a source / drain diffusion layer 104 is formed.

제1 저전압 N채널 트랜지스터(111N)는 열 디코더(12), 제2 행 디코더(16), 센스 앰프(13) 등의 저전압 회로에 이용된다. 또한, 제2 저전압 N채널 트랜지스터(113N)는 제1 제어 회로(23), 제2 제어 회로(29) 등의 저전압 회로에 이용된다.The first low-voltage N-channel transistor 111N is used in a low-voltage circuit such as a column decoder 12, a second row decoder 16, a sense amplifier 13, and the like. The second low-voltage N-channel transistor 113N is used for a low-voltage circuit such as the first control circuit 23, the second control circuit 29, and the like.

이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음) 및 제2 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(9P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) for exposing a region 8P in which the first low-voltage P-channel transistor is formed and an opening 9P for exposing the region 9P in which the second low-voltage P-channel transistor is formed are exposed by photolithography, (Not shown) is formed on the photoresist film.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제1 저전압 P채널 트랜지스터(111P)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 고농도 확산층(106)이 형성된다. 제2 저전압 P채널 트랜지스터(113P)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 고농도 확산층(106)이 형성된다. P형의 저농도 확산층(92)과 P형의 고농도 확산층(106)에 의해, LDD 구조의 P형의 소스/드레인 확산층(108)이 형성된다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type high-concentration diffusion layer 106 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the first low-voltage P-channel transistor 111P. A P-type high-concentration diffusion layer 106 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the second low-voltage P-channel transistor 113P. The P-type source / drain diffusion layer 108 of the LDD structure is formed by the P-type low-concentration diffusion layer 92 and the P-type high-concentration diffusion layer 106.

이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(108)을 갖는 제1 저전압 P채널 트랜지스터(111P)가 형성된다. 또한, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(108)을 갖는 제2 저전압 P채널 트랜지스터(113P)가 형성된다. 제1 저전압 P채널 트랜지스터(111P)는 열 디코더(12), 제2 행 디코더(16), 센스 앰프(13) 등의 저전압 회로에 이용된다. 또한, 제2 저전압 P채널 트랜지스터(113P)는, 제1 제어 회로(23), 제2 제어 회로(29) 등의 저전압 회로에 이용된다.Thus, the first low-voltage P-channel transistor 111P having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 108 is formed. Further, a second low-voltage P-channel transistor 113P having a gate electrode 34d and a source / drain diffusion layer 108 is formed. The first low-voltage P-channel transistor 111P is used in a low-voltage circuit such as a column decoder 12, a second row decoder 16, a sense amplifier 13, and the like. The second low-voltage P-channel transistor 113P is used for a low-voltage circuit such as the first control circuit 23, the second control circuit 29, and the like.

이 후, 포토레지스트막을 박리한다(도 49, 도 50 참조).Thereafter, the photoresist film is peeled off (see Figs. 49 and 50).

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 전면에, 막 두께 10 ㎚의 코발트막을 형성한다.Next, a 10-nm-thick cobalt film is formed on the entire surface by, for example, sputtering.

다음에, 도 21을 이용하여 전술한 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치와 동일하게 하여, 코발트 실리사이드막(38a∼38f)을 형성한다. 이 후, 미반응의 코발트막을 에칭 제거한다.Next, cobalt silicide films 38a to 38f are formed in the same manner as in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment described above with reference to FIG. Thereafter, the unreacted cobalt film is removed by etching.

선택 트랜지스터 ST의 드레인 확산층(36c) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38b)은 드레인 전극으로서 기능한다. 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38a)은 소스 전극으로서 기능한다.The cobalt silicide film 38b formed on the drain diffusion layer 36c of the selection transistor ST functions as a drain electrode. The cobalt silicide film 38a formed on the source diffusion layer 36a of the memory cell transistor MT functions as a source electrode.

고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 소스/드레인 확산층(96, 100) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다. 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P), 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 소스/드레인 확산층(104, 108) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스/드레인 확산층(104) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다(도 51, 도 52 참조).The cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layers 96 and 100 of the high-voltage transistors 110N and 110P functions as a source / drain electrode. The cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layers 104 and 108 of the first low-voltage transistors 111N and 111P and the second low-voltage transistors 113N and 113P functions as a source / drain electrode. In addition, the cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the voltage buffering transistor BT functions as a source / drain electrode (see FIGS. 51 and 52).

다음에, 도 53 및 도 54에 나타내는 바와 같이, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 100 ㎚의 실리콘 질화막(114)을 형성한다. 실리콘 질화막(114)은, 에칭 스토퍼로서 기능하는 것이다.Next, as shown in FIGS. 53 and 54, a silicon nitride film 114 having a thickness of 100 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD. The silicon nitride film 114 functions as an etching stopper.

다음에, 전면에, CVD법에 의해, 막 두께 1.6 ㎛의 실리콘 산화막(116)을 형성한다. 이렇게 해서, 실리콘 질화막(114)과 실리콘 산화막(116)으로 이루어지는 층간 절연막(40)이 형성된다.Next, a silicon oxide film 116 having a thickness of 1.6 占 퐉 is formed on the entire surface by a CVD method. Thus, an interlayer insulating film 40 composed of the silicon nitride film 114 and the silicon oxide film 116 is formed.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(40)의 표면을 평탄화한다.Next, the surface of the interlayer insulating film 40 is planarized by a CMP method.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 소스/드레인 전극(38a, 38c)에 달하는 컨택트홀(42), 코발트 실리사이드막(38e)에 달하는 컨택트홀(42) 및 코발트 실리사이드막(38f)에 달하는 컨택트홀(42)을 형성한다.Next, a contact hole 42 reaching the source / drain electrodes 38a and 38c, a contact hole 42 reaching the cobalt silicide film 38e, and a contact reaching the cobalt silicide film 38f are formed by photolithography, Holes 42 are formed.

다음에, 전면에, 스퍼터링법에 의해, Ti막과 TiN막으로 이루어지는 배리어층(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a barrier layer (not shown) made of a Ti film and a TiN film is formed on the entire surface by sputtering.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 300 ㎚의 텅스텐막(44)을 형성한다.Next, a tungsten film 44 having a film thickness of 300 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(40)의 표면이 노출될 때까지 텅스텐막(44) 및 배리어막을 연마한다. 이렇게 해서, 컨택트홀(42) 내에, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(44)가 매립된다.Next, the tungsten film 44 and the barrier film are polished by CMP until the surface of the interlayer insulating film 40 is exposed. In this manner, a conductor plug 44 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 42.

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 도체 플러그(44)가 매립된 층간 절연막(40) 상에 Ti막, TiN막, Al막, Ti막 및 TiN막을 순차 적층하여 이루어지는 적층막(46)을 형성한다.Next, a laminated film 46 in which a Ti film, a TiN film, an Al film, a Ti film, and a TiN film are sequentially laminated is formed on the interlayer insulating film 40 in which the conductor plug 44 is buried by, for example, sputtering .

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여 적층막(46)을 패터닝한다. 이에 따라, 적층막으로 이루어지는 배선(제1 금속 배선층)(46)이 형성된다(도 53 내지 도 55 참조).Next, the laminated film 46 is patterned by photolithography. Thus, a wiring (first metal wiring layer) 46 made of a laminated film is formed (see FIGS. 53 to 55).

이 후, 도 24 및 도 25를 이용하여 전술한 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법과 동일하게 하여, 다층 배선 구조가 형성된다.24 and 25, a multilayer wiring structure is formed in the same manner as in the above-described manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device.

이렇게 해서 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치가 제조된다.Thus, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment is manufactured.

[제3 실시형태][Third embodiment]

제3 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 판독 방법, 기록 방법, 소거 방법, 및 그 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 도 56 내지 도 60을 이용하여 설명한다. 도 1 내지 도 55에 나타내는 제1 또는 제2 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치 등과 동일한 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략 또는 간결하게 한다.A nonvolatile semiconductor memory device, a reading method, a recording method, an erasing method, and a method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment will be explained with reference to FIGS. 56 to 60. FIG. Constituent elements that are the same as those of the nonvolatile semiconductor memory device or the like according to the first or second embodiment shown in Figs. 1 to 55 are denoted by the same reference numerals and their description is omitted or simplified.

(비휘발성 반도체 기억 장치)(Nonvolatile semiconductor memory device)

우선, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치에 관해서 도 56 내지 도 58을 이용하여 설명한다. 도 56은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다. 도 57은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 단면도이다.First, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 56 to 58. FIG. 56 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. 57 is a cross-sectional view showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치는, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)이 트리플웰 구조로 되어 있지 않은 것에 주된 특징이 있다.In the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment, the region 11 in which the voltage buffering transistor is formed has a triple well structure.

도 57에 나타내는 바와 같이, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)에 있어서의 반도체 기판(20) 내에는 P형 웰(74PB)이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11) 내에는 N형 웰(N형의 확산층)(25)(도 36 참조)은 형성되어 있지 않다. 즉, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)은 트리플웰 구조로 되어 있지 않다.As shown in FIG. 57, a P-type well 74PB is formed in the semiconductor substrate 20 in the region 11 where the voltage buffering transistor is formed. In the present embodiment, an N type well (N type diffusion layer) 25 (see FIG. 36) is not formed in the region 11 where the voltage buffering transistor is formed. That is, the region 11 where the voltage buffering transistor is formed is not a triple well structure.

P형 웰(74PB) 상에는 전압 완충 트랜지스터 BT가 형성되어 있다. 즉, P형 웰(74PB) 상에는 게이트 절연막(79)을 개재하여 게이트 전극(34d)이 형성되어 있다. 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는 소스/드레인 확산층(104)이 형성되어 있다. 이렇게 해서, P형 웰(74PB) 상에는, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 전압 완충 트랜지스터 BT가 형성되어 있다.A voltage buffer transistor BT is formed on the P-type well 74PB. That is, on the P-type well 74PB, a gate electrode 34d is formed with a gate insulating film 79 interposed therebetween. A source / drain diffusion layer 104 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d. Thus, the voltage buffer transistor BT having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed on the P-type well 74PB.

또한, 도 56에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, P형 웰(74PB)에 전압을 인가하는 제3 전압 인가 회로(19)(도 27 참조)는 설치되어 있지 않다.56, the third voltage applying circuit 19 (see FIG. 27) for applying a voltage to the P-type well 74PB is not provided in this embodiment.

도 58은, 각각의 구성 요소에 사용되고 있는 트랜지스터의 종별, 트랜지스터의 내압 및 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께를 나타내는 도면이다.Fig. 58 is a diagram showing the type of the transistor used in each component, the breakdown voltage of the transistor, and the film thickness of the gate insulating film of the transistor.

도 58에 나타내는 바와 같이, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서는, 정격 전압이 예를 들어 3 V인 저전압 트랜지스터(3 VTr)가 이용되고 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스/드레인 확산층(104)과 P형 웰(74PS) 사이의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(77)의 막 두께는, 예를 들어 6 ㎚ 정도이다.As shown in FIG. 58, a low-voltage transistor 3 VTr having a rated voltage of, for example, 3 V is used as the sector select transistor SST. The breakdown voltage between the source / drain diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the P-type well 74PS is, for example, about 6V. The breakdown voltage between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source / drain diffusion layer 104 is, for example, about 6V. The film thickness of the gate insulating film 77 of the sector select transistor SST is, for example, about 6 nm.

전압 완충 트랜지스터 BT로서는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)가 이용되고 있다. 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스/드레인 확산층(104)과 P형 웰(74PB) 사이의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 한편, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 즉, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스/드레인 확산층(104)과 P형 웰(74PB) 사이의 내압은, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압보다 높다. 또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.As the voltage buffer transistor BT, a low voltage transistor (1.8 VTr) having a rated voltage of, for example, 1.8 V is used. The breakdown voltage between the source / drain diffusion layer 104 and the P-type well 74PB of the voltage buffering transistor BT is, for example, about 6V. On the other hand, the breakdown voltage between the gate electrode 34d of the voltage buffering transistor BT and the source / drain diffusion layer 104 is, for example, about 3V. That is, the breakdown voltage between the source / drain diffusion layer 104 and the P-type well 74PB of the voltage buffering transistor BT is higher than the breakdown voltage between the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104. [ The thickness of the gate insulating film 79 of the voltage buffer transistor BT is, for example, about 3 nm.

또한, 열 디코더(12)의 저전압 회로에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)(111N, 111P)가 이용되고 있다. 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)(도 54 참조)의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74P) 사이의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 한편, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104) 사이의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 즉, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 소스/드레인 확산층(104)과 P형 웰(74P) 사이의 내압은, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압보다 높다. 또한, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.A first low-voltage transistor (1.8 VTr) 111N, 111P having a rated voltage of, for example, 1.8 V is used as the low-voltage circuit of the column decoder 12. [ The breakdown voltage between the source diffusion layer 104 and the P-type well 74P of the first low-voltage transistors 111N and 111P (see FIG. 54) used in the column decoder 12 is, for example, about 6V. On the other hand, the withstand voltage between the gate electrode 34d of the first low-voltage transistor 111N, 111P used in the column decoder 12 and the source diffusion layer 104 is, for example, about 3V. That is, the breakdown voltage between the source / drain diffusion layer 104 and the P-type well 74P of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the column decoder 12 is set so that the gate electrode 34d and the source / (104). The film thickness of the gate insulating film 79 of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the column decoder 12 is, for example, about 3 nm.

또한, 센스 앰프(13)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)(111N, 111P)가 이용되고 있다. 센스 앰프(13)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 소스/드레인 확산층(104)과 P형 웰(74P) 사이의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 한편, 센스 앰프(13)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 즉, 센스 앰프(13)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 소스/드레인 확산층(104)과 P형 웰(74P) 사이의 내압은, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압보다 높다. 또한, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.The sense amplifier 13 uses a first low-voltage transistor (1.8 VTr) 111N and 111P having a rated voltage of 1.8 V, for example. The breakdown voltage between the source / drain diffusion layer 104 and the P-type well 74P of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the sense amplifier 13 is, for example, about 6V. On the other hand, the breakdown voltage between the gate electrode 34d of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the sense amplifier 13 and the source / drain diffusion layer 104 is, for example, about 3V. That is, the breakdown voltage between the source / drain diffusion layer 104 and the P-type well 74P of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the sense amplifier 13 is lower than the breakdown voltage between the gate electrode 34d and the source / (104). The film thickness of the gate insulating film 79 of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the column decoder 12 is, for example, about 3 nm.

또한, 제1 행 디코더(14)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)(110N, 111P)가 이용되고 있다. 제1 행 디코더(14)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제1 행 디코더(14)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.The first high-voltage transistor 10 VTr (110 VT) 110 N and 111 P having a rated voltage of, for example, 10 V is used as the first row decoder 14. The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first row decoder 14 is, for example, about 12 V. [ The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first row decoder 14 is, for example, about 16 nm.

또한, 제2 행 디코더(16)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)(111N, 111P)가 이용되고 있다. 제2 행 디코더(16)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 소스/드레인 확산층(104)과 P형 웰(74P) 사이의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 한편, 제2 행 디코더(16)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 즉, 제2 행 디코더(16)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 소스/드레인 확산층(104)과 P형 웰(74P) 사이의 내압은, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압보다 높다. 또한, 제2 행 디코더(16)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.The second row decoder 16 uses a first low-voltage transistor (1.8 VTr) 111N and 111P having a rated voltage of 1.8 V, for example. The breakdown voltage between the source / drain diffusion layer 104 and the P-type well 74P of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the second row decoder 16 is, for example, about 6V. On the other hand, the breakdown voltage between the gate electrode 34d of the first low-voltage transistor 111N and 111P used in the second row decoder 16 and the source / drain diffusion layer 104 is, for example, about 3V. That is, the breakdown voltage between the source / drain diffusion layer 104 and the P-type well 74P of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the second row decoder 16 is set so that the gate electrode 34d and the source / Drain diffusion layer 104. [0064] The film thickness of the gate insulating film 79 of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the second row decoder 16 is, for example, about 3 nm.

또한, 제3 행 디코더(18)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)(110N, 110P)가 이용되고 있다. 제3 행 디코더(18)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제3 행 디코더(18)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.The third high-voltage transistor 10 VTr (110 VT) 110 N, 110 P having a rated voltage of, for example, 10 V is used as the third row decoder 18. The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the third row decoder 18 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the third row decoder 18 is, for example, about 16 nm.

제1 제어 회로(23)의 저전압 회로에는, 정격 전압이 예를 들어 3 V인 제2 저전압 트랜지스터(3 VTr)(113N, 113P)가 이용되고 있다. 제1 제어 회로(23)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 또한, 제1 제어 회로(23)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 게이트 절연막(77)의 막 두께는, 예를 들어 6 ㎚ 정도이다.As the low-voltage circuit of the first control circuit 23, the second low-voltage transistor (3 VTr) 113N, 113P having a rated voltage of, for example, 3 V is used. The internal voltages of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the first control circuit 23 are, for example, about 6V. The film thickness of the gate insulating film 77 of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the first control circuit 23 is, for example, about 6 nm.

제2 제어 회로(29)에는, 정격 전압이 예를 들어 3 V인 제2 저전압 트랜지스터(3 VTr)(113N, 113P)가 이용되고 있다. 제2 제어 회로(29)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 내압은, 예를 들어 6 V 정도이다. 또한, 제2 제어 회로(29)에 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터(113N, 113P)의 게이트 절연막(77)의 막 두께는, 예를 들어 6 ㎚ 정도이다.The second low-voltage transistor (3 VTr) 113N, 113P having a rated voltage of, for example, 3 V is used as the second control circuit 29. [ The internal voltages of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the second control circuit 29 are, for example, about 6V. The film thickness of the gate insulating film 77 of the second low-voltage transistors 113N and 113P used in the second control circuit 29 is, for example, about 6 nm.

제1 전압 인가 회로(15)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)(110N, 110P)가 이용되고 있다. 제1 전압 인가 회로(15)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제1 전압 인가 회로(15)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.The first voltage applying circuit 15 uses the high voltage transistor 10 VTr 110N and 110P having a rated voltage of, for example, 10V. The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first voltage application circuit 15 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first voltage applying circuit 15 is, for example, about 16 nm.

제2 전압 인가 회로(17)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)(110N, 110P)가 이용되고 있다. 제2 전압 인가 회로(17)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제2 전압 인가 회로(17)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.The second voltage application circuit 17 uses high voltage transistors (10 VTr) 110N and 110P having a rated voltage of, for example, 10V. The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the second voltage application circuit 17 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the second voltage applying circuit 17 is, for example, about 16 nm.

본 실시형태에서는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 P형 웰(74PB)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압이 비교적 높기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, P형 웰(74PB)에 바이어스 전압을 인가하는 것이 필요하지 않다. 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)에 바이어스 전압을 인가하면, 전압 완충 트랜지스터 BT에 있어서 파괴가 생기는 것을 방지할 수 있다. 본 실시형태와 같이, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)을 트리플웰 구조로 하지 않아도 좋다.In this embodiment, since the breakdown voltage between the P-type well 74PB and the source / drain diffusion layer 104 of the voltage buffer transistor BT is relatively high, when the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the P-type well 74PB It is not necessary to apply a bias voltage to the gate electrode. When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, a bias voltage is applied to the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT to prevent breakage of the voltage buffer transistor BT. As in the present embodiment, the region 11 in which the voltage buffering transistor is formed may not be a triple well structure.

(비휘발성 반도체 기억 장치의 동작)(Operation of nonvolatile semiconductor memory device)

다음에, 본 변형예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 동작 방법을 도 59 및 도 60을 이용하여 설명한다. 도 59는, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법, 기록 방법 및 소거 방법을 나타내는 도면이다. 도 59에 있어서 F는 플로팅을 나타내고 있다.Next, a method of operating the nonvolatile semiconductor memory device according to the present modification will be described with reference to FIGS. 59 and 60. FIG. 59 is a diagram showing a reading method, a recording method and an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. In Fig. 59, F represents floating.

(판독 방법)(Reading method)

우선, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법에 관해서 도 59를 이용하여 설명한다.First, a reading method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

또한, 여기서는, 도 56에 있어서 파선 A로 둘러싸인 메모리 셀 MC와 파선 B로 둘러싸인 메모리 셀 MC에 기록된 정보를 판독하는 경우를 예로 설명한다.Here, the case of reading the information recorded in the memory cell MC surrounded by the broken line A and the memory cell MC surrounded by the broken line B in Fig. 56 will be described as an example.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에는, 각부의 전위를 이하와 같이 설정한다.When reading information recorded in the memory cell transistor MT, the potential of each part is set as follows.

즉, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 섹터 선택선 SSL11의 전위를, 예를 들어 1.8 V로 한다. 한편, 선택된 섹터 선택선 SSL11 이외의 섹터 선택선 SSL12, SSL21, SSL22의 전위는 모두 0 V로 한다.That is, the potential of the sector selection line SSL11 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to 1.8 V, for example. On the other hand, the potentials of the sector selection lines SSL12, SSL21, and SSL22 other than the selected sector selection line SSL11 are all 0V.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트의 전위 BG를, 예를 들어 1.8 V로 한다.Further, the potential BG of the gate of the voltage buffer transistor BT is set to 1.8 V, for example.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 메인 비트선(비트선) MBL1, MBL2의 전위를, 예를 들어 0.5 V로 한다.The potentials of the main bit lines (bit lines) MBL1 and MBL2 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected are set to 0.5 V, for example.

또한, 제1 워드선 CG11, CG12, CG21, CG22의 전위는, 항상 1.8 V로 한다.The potentials of the first word lines CG11, CG12, CG21, and CG22 are always set to 1.8 V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제2 워드선 SG11의 전위를, 예를 들어 1.8 V로 한다. 한편, 선택된 제2 워드선 SG11 이외의 제2 워드선 SG12, SG21, SG22의 전위를 0 V로 한다.Further, the potential of the second word line SG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 1.8 V, for example. On the other hand, the potentials of the second word lines SG12, SG21, and SG22 other than the selected second word line SG11 are set to 0V.

P형 웰(26)의 전위 VB1은 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(74PS)의 전위 VB2는 모두 0 V로 한다. 소스선 SL11, SL21의 전위는 모두 0 V로 한다.The potential V B1 of the P-type well 26 is set to 0 V in all cases. In addition, the potential V B2 of the P-type well 74PS is set to 0V. The potentials of the source lines SL11 and SL21 are all 0V.

본 실시형태에 있어서도, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST 및 전압 완충 트랜지스터 BT로서 저전압 트랜지스터가 이용되고 있기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에, 충분히 큰 판독 전류가 얻어진다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판정하는 것이 가능해지고, 나아가서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판독하는 것이 가능해진다.Also in this embodiment, since a low-voltage transistor is used as the sector select transistor SST and the voltage buffer transistor BT, a sufficiently large read current can be obtained when information recorded in the memory cell transistor MT is read. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to determine the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed, and moreover, it becomes possible to read the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed.

(기록 방법)(Recording method)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 기록 방법에 대해서 도 59를 이용하여 설명한다.Next, a recording method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

또한, 여기서는, 도 56에 있어서 파선 A로 둘러싸인 메모리 셀 MC에 정보를 기록하는 경우를 예로 설명한다.Here, a case where information is recorded in the memory cell MC surrounded by the broken line A in Fig. 56 will be described as an example.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보를 기록할 때는, 각부의 전위를 이하와 같이 설정한다.When information is recorded in the memory cell transistor MT, the potential of each part is set as follows.

즉, 선택해야 할 메모리 셀 MC(메모리 셀 A)에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 섹터 선택선 SSL11의 전위를, 예를 들어 3 V로 한다. 한편, 선택된 섹터 선택선 SSL11 이외의 섹터 선택선 SSL12, SSL21, SSL22의 전위는 모두 0 V로 한다.That is, the potential of the sector selection line SSL11 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC (memory cell A) to be selected is set to 3 V, for example. On the other hand, the potentials of the sector selection lines SSL12, SSL21, and SSL22 other than the selected sector selection line SSL11 are all 0V.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트의 전위 BG를, 예를 들어 3 V로 한다.Further, the potential BG of the gate of the voltage buffer transistor BT is set to 3 V, for example.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 메인 비트선(비트선) MBL1의 전위를, 예를 들어 0 V로 한다. 한편, 선택된 메인 비트선 MBL1 이외의 메인 비트선 MBL2의 전위는, 플로팅으로 한다.In addition, the potential of the main bit line (bit line) MBL1 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to 0 V, for example. On the other hand, the potential of the main bit line MBL2 other than the selected main bit line MBL1 is made floating.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제1 워드선 CG11의 전위를, 예를 들어 9 V로 한다. 한편, 선택된 제1 워드선 CG11 이외의 제1 워드선 CG12, CG21, CG22의 전위를, 0 V로 한다.Further, the potential of the first word line CG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 9 V, for example. On the other hand, the potentials of the first word lines CG12, CG21, and CG22 other than the selected first word line CG11 are set to 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제2 워드선 SG11의 전위를, 예를 들어 2.5 V로 한다. 한편, 선택된 제2 워드선 SG11 이외의 제2 워드선 SG12, SG21, SG22의 전위를, 0 V로 한다.Further, the potential of the second word line SG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 2.5 V, for example. On the other hand, the potentials of the second word lines SG12, SG21, and SG22 other than the selected second word line SG11 are set to 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 소스선 SL11의 전위를, 예를 들어 5.5 V로 한다. 한편, 선택된 소스선 SL11 이외의 소스선 SL21의 전위를, 플로팅으로 한다.Further, the potential of the source line SL11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 5.5 V, for example. On the other hand, the potential of the source line SL21 other than the selected source line SL11 is made floating.

P형 웰(26)의 전위 VB1은 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(74PS)의 전위 VB2는 모두 0 V로 한다.The potential V B1 of the P-type well 26 is set to 0 V in all cases. In addition, the potential V B2 of the P-type well 74PS is set to 0V.

각부의 전위를 상기한 바와 같이 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a)과 드레인 확산층(36b)의 사이에 전자가 흐르고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a) 내에 전자가 도입된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보가 기록되게 된다.When the electric potential of each part is set as described above, electrons flow between the source diffusion layer 36a and the drain diffusion layer 36b of the memory cell transistor MT and electrons are introduced into the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. As a result, charges are accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT, and information is written in the memory cell transistor MT.

(소거 방법)(Erase method)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 도 59 및 도 60을 이용하여 설명한다. 도 60은 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 단면도이다.Next, an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 59 and 60. FIG. 60 is a cross-sectional view showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

메모리 셀 어레이에 기록된 정보의 소거는, 예를 들어 섹터 SCT마다 행해진다. 여기서는, 제1 섹터 SCT1 내에 존재하는 복수의 메모리 셀 MC에 기록된 정보를 일괄해서 소거하는 경우를 예로 설명한다.Erasing of information recorded in the memory cell array is performed for each sector SCT, for example. Here, a case where the information recorded in the plurality of memory cells MC existing in the first sector SCT1 is collectively erased will be described as an example.

본 실시형태에서는, 이하와 같이 하여, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거한다.In the present embodiment, the information recorded in the memory cell transistor MT is erased as follows.

또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 메인 비트선 MBL1, MBL2의 전위는 항상 플로팅으로 한다. 또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 소스선 SL11, SL21의 전위는, 항상 플로팅으로 한다. 또한, 반도체 기판(20)의 전위는 0 V(접지)로 한다. 또한, 선택 트랜지스터 ST의 게이트 SG11, SG12, SG21, SG22의 전위는 항상 플로팅으로 한다.When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potentials of the main bit lines MBL1 and MBL2 are always set to the floating state. When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potentials of the source lines SL11 and SL21 are always set to the floating state. The potential of the semiconductor substrate 20 is set to 0 V (ground). The potentials of the gates SG11, SG12, SG21, and SG22 of the selection transistor ST are always set to the floating state.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 우선 제2 제어 회로(29)에 의해, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트의 전위 BG를, 제4 전위 VERS4로 설정한다. 여기서는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트의 전위(제4 전위) VERS4를, 예를 들어 3 V로 한다.When the information written in the memory cell transistor MT is erased, the second control circuit 29 first sets the potential BG of the gate of the voltage buffer transistor BT to the fourth potential V ERS4 . Here, the potential (fourth potential) V ERS4 of the gate of the voltage buffer transistor BT is set to 3 V, for example.

다음에, 제2 전압 인가 회로(17)에 의해, P형 웰(74PS)의 전위 VB2를, 제3 전위 VERS3로 설정한다. 여기서는, 제3 전위 VERS3를, 예를 들어 6 V로 한다.Next, the second voltage application circuit 17 sets the potential V B2 of the P-type well 74PS to the third potential V ERS3 . Here, the third potential V ERS3 is set to, for example, 6V .

또한, 섹터 선택선 SSL11, SSL12, SSL21, SSL22의 전위를, 제2 전위 VERS2로 설정한다. 여기서는, 섹터 선택선 SSL11, SSL12, SSL21, SSL22의 전위(제2 전위) VERS2를, 예를 들어 5 V로 한다.In addition, the potentials of the sector select lines SSL11, SSL12, SSL21, and SSL22 are set to the second potential V ERS2 . Here, the potential (second potential) V ERS2 of the sector select lines SSL11, SSL12, SSL21, and SSL22 is set to 5 V, for example.

다음에, 제1 전압 인가 회로(15)에 의해, P형 웰(26)의 전위 VB1를, 제1 전위 VERS1로 설정한다. 여기서는, 제1 전위 VERS1를, 예를 들어 9 V로 한다.Next, the potential V B1 of the P-type well 26 is set to the first potential V ERS1 by the first voltage application circuit 15. Here, the first potential V ERS1 is set to 9 V, for example.

다음에, 소거의 대상이 되는 제1 섹터 SCT1 내의 메모리 셀 MC에 접속된 제1 워드선 CG11, CG12의 전위를, 예를 들어 -9 V로 한다. 한편, 소거의 대상이 아닌 제2 섹터 SCT2 내의 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 CG21, CG22의 전위를, 예를 들어 플로팅으로 한다.Next, the potentials of the first word lines CG11 and CG12 connected to the memory cells MC in the first sector SCT1 to be erased are set to -9 V, for example. On the other hand, the potentials of the word lines CG21 and CG22 connected to the memory cells MC in the second sector SCT2 that are not to be erased are made floating, for example.

제1 워드선 CG11, CG12의 전위를 예를 들어 -9 V로 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)로부터 전하가 방출된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되어 있지 않은 상태가 되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 정보가 소거되게 된다. When the potential of the first word lines CG11 and CG12 is set to, for example, -9 V, charges are discharged from the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. As a result, no charge is accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT, and information of the memory cell transistor MT is erased.

전술한 바와 같이, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1는 예를 들어 9 V로 설정된다. P형 웰(26)의 전위 VERS1가 9 V로 설정되는 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′는, 예를 들어 8.5∼8.7 V 정도가 된다. 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′가 P형 웰(26)의 전위 VERS1보다 낮아지는 것은, P형 웰(26)과 드레인 확산층(36c)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.As described above, when the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potential (first potential) V ERS1 of the P-type well 26 is set to, for example, 9V . When the potential V ERS1 of the P-type well 26 is set to 9 V, the potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST is about 8.5 to 8.7 V, for example. The potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 is lower than the potential V ERS1 of the P-type well 26 because a voltage drop occurs due to the diode formed by the P-type well 26 and the drain diffusion layer 36c to be.

P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3가 예를 들어 6 V인 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PS) 사이의 전위차(VERS1′-VERS3)는, 예를 들어 2.5∼2.7 V 정도가 된다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 6 V 정도이기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PS)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.When the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS is, for example, 6 V, the potential difference V ERS1 '-V (V ERS1'V) between the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the P- ERS3 ) is about 2.5 to 2.7 V, for example. Since the breakdown voltage of the second low-voltage transistor used as the sector select transistor SST is, for example, about 6 V as described above, it is possible to prevent the breakdown voltage between the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the P- There is no destruction.

또한, 섹터 선택선 SSL의 전위(제2 전위) VERS2가 예를 들어 5 V인 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104) 사이의 전위차(VERS1′-VERS2)는, 예를 들어 3.5∼3.7 V 정도가 된다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 이용되고 있는 제2 저전압 트랜지스터의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 6 V 정도이기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.When the potential (second potential) V ERS2 of the sector selection line SSL is, for example, 5 V, the potential difference (V ERS1 '- V ERS2 ) between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104 ) Is about 3.5 to 3.7 V, for example. Since the breakdown voltage of the second low-voltage transistor used as the sector select transistor SST is, for example, about 6 V as described above, breakdown occurs between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104 There is nothing to happen.

P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3가 예를 들어 6 V로 설정되는 경우, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′는, 예를 들어 5.5∼5.7 V 정도가 된다. 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′가 P형 웰(74PS)의 전위 VERS3보다 낮아지는 것은, P형 웰(74PS)과 드레인 확산층(104)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.When the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS is set to, for example, 6 V, the potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the voltage buffer transistor BT is, for example, 5.5 V to 5.7 V . The potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 is lower than the potential V ERS3 of the P-type well 74PS because a voltage drop occurs due to the diode formed by the P-type well 74PS and the drain diffusion layer 104 to be.

P형 웰(74PB)의 전위는, 반도체 기판(20)의 전위와 동일하게 0 V(접지)이다. 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PB)의 전위차는, 예를 들어 5.5∼5.7 V 정도가 된다. 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PB) 사이의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 6 V 정도이기 때문에, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74PB)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.The potential of the P-type well 74PB is 0 V (ground) as the potential of the semiconductor substrate 20. The potential difference between the source diffusion layer 104 and the P-type well 74PB of the voltage buffering transistor BT is, for example, about 5.5 to 5.7V. Since the breakdown voltage between the source diffusion layer 104 and the P-type well 74PB of the voltage buffer transistor BT is, for example, about 6 V as described above, the source diffusion layer 104 of the voltage buffer transistor BT and the P- 74PB), there is no breakage.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 BG의 전위(제4 전위) VERS4가 예를 들어 3 V인 경우, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104) 사이의 전위차는, 예를 들어 2.5∼2.7 V 정도가 된다. 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 3 V 정도이기 때문에, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.Further, when the potential (fourth potential) V ERS4 of the gate BG of the voltage buffer transistor BT is, for example, 3 V, the potential difference between the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT and the source diffusion layer 104 is For example, it is about 2.5 to 2.7 V. Since the withstand voltage of the voltage buffering transistor BT is, for example, about 3 V as described above, no breakage occurs between the gate electrode 34d of the voltage buffering transistor BT and the source diffusion layer 104. [

열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 전위보다 역치 전압만큼 낮은 전위 VERS4′가 된다. 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 전위가 예를 들어 3 V이며, 전압 완충 트랜지스터 BT의 역치 전압이 예를 들어 0.4 V인 경우에는, 열 디코더(12)의 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS4′는 2.6 V가 된다. 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)과 P형 웰(74P) 사이의 내압은, 전술한 바와 같이 6 V 정도이기 때문에, 열 디코더(12)의 제1 저전압 트랜지스터(111N)에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.The potential of the source diffusion layer 104 of the first low-voltage transistor 111N used in the column decoder 12 becomes a potential V ERS4 'lower than the potential of the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT by the threshold voltage. When the potential of the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT is, for example, 3 V and the threshold voltage of the voltage buffer transistor BT is, for example, 0.4 V, the potential of the first low-voltage transistor 111N of the column decoder 12, The potential V ERS4 'of the source diffusion layer 104 is 2.6 V. Since the breakdown voltage between the source diffusion layer 104 and the P-type well 74P of the first low-voltage transistor 111N used in the column decoder 12 is about 6 V as described above, No breakdown occurs in the first low-voltage transistor 111N.

또한, 각부의 전위는 상기한 바에 한정되는 것은 아니다.The electric potential of each part is not limited to the above.

P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1와 P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS3가 설정된다.The potential of the P-type well 26 (the first potential) V ERS1, and the potential of the P-type well (74PS) (third electric potential) difference between the V ERS3, sector select transistors, each of the electric potential is smaller than the breakdown voltage of the SST V ERS1, V ERS3 is set.

보다 엄밀하게는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′와 P형 웰(74PS)의 전위 VERS3 사이의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS3가 설정된다.More strictly speaking, a sector select transistor SST difference between the source diffusion layer 104, the potential V ERS1 'and the P-type well (74PS) potential V ERS3 of a, is smaller than the breakdown voltage of a sector select transistor SST each potential V ERS1, V ERS3 is set.

또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 전위(제2 전위) VERS2와 P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS2가 설정된다.The difference between the potential (second potential) V ERS2 of the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the potential (first potential) V ERS1 of the P-type well 26 is smaller than the breakdown voltage of the sector select transistor SST The potentials V ERS1 and V ERS2 are set.

보다 엄밀하게는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 전위 VERS2와 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS2가 설정된다.More strictly speaking, the sector select transistors SST of the potential V ERS1 of the gate electrode potential V ERS2 and the source diffusion layer 104 of (34d) 'difference, is smaller than the breakdown voltage of a sector select transistor SST each potential V ERS1, V ERS2 Is set.

또한, P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 P형 웰(74PS)의 전위 VERS3가 설정된다.The potential V ERS3 of the P-type well 74PS is set so that the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 74PS becomes smaller than the breakdown voltage of the voltage buffer transistor BT.

보다 엄밀하게는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′와 P형 웰(74PB)의 전위의 차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 제3 전위 VERS3가 설정된다.More precisely, the third potential V ERS3 is set such that the difference between the potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the voltage buffer transistor BT and the potential of the P-type well 74PB becomes smaller than the breakdown voltage of the voltage buffer transistor BT.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 전위(제4 전위) VERS4와 P형 웰(74PS)의 전위(제3 전위) VERS3의 차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS3, VERS4가 설정된다.Further, the voltage buffer transistor electric potential of the gate electrode (34d) of the BT potential of the (fourth electric potential) V ERS4 and the P-type well (74PS) (third electric potential) difference between the V ERS3, is smaller than the voltage buffer transistor BT pressure, respectively The potentials V ERS3 and V ERS4 are set.

보다 엄밀하게는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 전위 VERS4와 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′와의 차가, 전압 완충 트랜지스터 BT의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS3, VERS4가 설정된다.More precise, the voltage buffer transistor potential of the potential V ERS4 and the source diffusion layer 104 of the gate electrode (34d) of the BT V ERS3 'with the difference, is smaller than the voltage buffer transistor BT pressure respective potentials V ERS3, V ERS4 Is set.

또한, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)의 전위(제4 전위) VERS4가, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(111N)의 내압보다 작아지도록 제4 전위 VERS4가 설정된다.The fourth potential V ERS4 is set so that the potential (fourth potential) V ERS4 of the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT becomes smaller than the breakdown voltage of the low voltage transistor 111N of the column decoder 12.

보다 엄밀하게는, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS4′와 P형 웰(74P)의 전위의 차가, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(111N)의 내압보다 작아지도록 제4 전위 VERS4가 설정된다.More precisely, the difference between the potential V ERS4 'of the source diffusion layer 104 of the low-voltage transistor 111N of the column decoder 12 and the potential of the P-type well 74P is lower than the potential of the low- The fourth potential V ERS4 is set to be smaller than the breakdown voltage.

제1 전위 VERS1∼제4 전위 VERS4가 모두 플러스인 경우에는, 제2 전위 VERS2는 제1 전위 VERS1보다 낮게 설정되고, 제3 전위 VERS3도 제1 전위 VERS1보다 낮게 설정된다. 또한, 제4 전위 VERS4는 제3 전위 VERS3보다 낮게 설정된다.When both the first potential V ERS1 to the fourth potential V ERS4 are positive, the second potential V ERS2 is set to be lower than the first potential V ERS1 , and the third potential V ERS3 is also set to be lower than the first potential V ERS1 . Further, the fourth potential V ERS4 is set lower than the third potential V ERS3 .

이와 같이, 본 실시형태에서는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 P형 웰(74PB)과 소스/드레인 확산층(104) 사이의 내압이 비교적 높기 때문에, 정보를 소거할 때에 P형 웰(74PB)에 바이어스 전압을 인가하는 것이 필요하지 않다. 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 전압 완충 트랜지스터 BT의 게이트 전극(34d)에 바이어스 전압을 인가하면, 전압 완충 트랜지스터 BT에 있어서 파괴가 생기는 것을 방지할 수 있다. 본 실시형태와 같이, 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역(11)을 트리플웰 구조로 하지 않아도 좋다.As described above, in this embodiment, since the breakdown voltage between the P-type well 74PB and the source / drain diffusion layer 104 of the voltage buffering transistor BT is relatively high, a bias voltage is applied to the P-type well 74PB Is not required. When information recorded in the memory cell transistor MT is erased, a bias voltage is applied to the gate electrode 34d of the voltage buffer transistor BT to prevent breakage of the voltage buffer transistor BT. As in the present embodiment, the region 11 in which the voltage buffering transistor is formed may not be a triple well structure.

또한, 여기서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 섹터 선택선 SSL의 전위 VERS2를 예를 들어 5 V로 하는 경우를 예로 설명했지만, 섹터 선택선 SSL의 전위를 플로팅으로 해도 좋다. 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 섹터 선택선 SSL의 전위를 플로팅으로 한 경우에도, 소거 시에 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 있어서 파괴가 생기는 것을 방지하는 것이 가능하다.In this example, the case where the potential V ERS2 of the sector select line SSL is set to, for example, 5 V at the time of erasing the information recorded in the memory cell transistor MT has been described as an example, but the potential of the sector select line SSL may be floating . It is possible to prevent the sector select transistor SST from being broken at the time of erasing even when the potential of the sector select line SSL is made floating when the information recorded in the memory cell transistor MT is erased.

[제4 실시형태][Fourth Embodiment]

제4 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 판독 방법, 기록 방법, 소거 방법, 및 그 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 도 61 내지 도 65를 이용하여 설명한다. 도 1 내지 도 60에 나타내는 제1 내지 제3 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치 등과 동일한 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략 또는 간결하게 한다.A nonvolatile semiconductor memory device, a reading method, a recording method, an erasing method, and a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 61 to 65. FIG. The same components as those of the nonvolatile semiconductor memory device or the like according to the first to third embodiments shown in Figs. 1 to 60 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

(비휘발성 반도체 기억 장치)(Nonvolatile semiconductor memory device)

우선, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치에 대해서 도 61 내지 도 63을 이용하여 설명한다. 도 61은, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 회로도이다. 도 62는, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치를 나타내는 단면도이다.First, a nonvolatile semiconductor memory device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 61 to 63. FIG. 61 is a circuit diagram showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. 62 is a cross-sectional view showing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서, 메모리 셀 트랜지스터 MT나 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST와 거의 동일한 트랜지스터가 이용되고 있는 것에 주된 특징이 있다.The nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment is mainly characterized in that a transistor substantially identical to the memory cell transistor MT or the sector select transistor SST is used as the sector select transistor SST.

도 61에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 전압 완충 트랜지스터 BT(도 27 참조), 웰(74PB)(도 27 참조), 제2 제어 회로(29)(도 27 참조) 및 제3 전압 인가 회로(19)(도 27 참조)는 설치되어 있지 않다.27), the second control circuit 29 (see FIG. 27), and the third voltage applying circuit 60 (see FIG. 27) (See Fig. 27) is not provided.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 드레인은, 전압 완충 트랜지스터 BT(도 27 참조)를 통하지 않고서, 메인 비트선 MBL에 의해, 열 디코더(12)에 접속되어 있다.The drain of the sector select transistor SST is connected to the column decoder 12 by the main bit line MBL without passing through the voltage buffer transistor BT (see Fig. 27).

도 62에 나타내는 바와 같이, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 형성되는 영역(7)에는, N형 웰(N형의 확산층)(25)이 형성되어 있다. N형 웰(25) 내에는 P형 웰(72PS)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 62, an N-type well (N-type diffusion layer) 25 is formed in a region 7 where the sector select transistor SST is formed. In the N-type well 25, a P-type well 72PS is formed.

P형 웰(72PS) 상에는 게이트 절연막(28c)을 개재하여 게이트 전극(30c)이 형성되어 있다.A gate electrode 30c is formed on the P-type well 72PS via a gate insulating film 28c.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(28c)은, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 터널 절연막(28a) 및 선택 트랜지스터 ST의 게이트 절연막(28b)과 동일한 절연막에 의해 형성되어 있다. 이 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(28c)의 막 두께는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 터널 절연막(28a)의 막 두께, 및 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(28b)의 막 두께와 동일하게 되어 있다.The gate insulating film 28c of the sector select transistor SST is formed by the same insulating film as the tunnel insulating film 28a of the memory cell transistor MT and the gate insulating film 28b of the select transistor ST. Therefore, the film thickness of the gate insulating film 28c of the sector select transistor SST becomes equal to the film thickness of the tunnel insulating film 28a of the memory cell transistor MT and the film thickness of the gate insulating film 28b of the sector select transistor SST have.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(30c)은, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a) 및 선택 트랜지스터 ST의 셀렉트 게이트(30b)와 동일한 도전막(폴리실리콘막)에 의해 형성되어 있다. 이 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(30c)의 두께는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)의 두께 및 선택 트랜지스터 ST의 셀렉트 게이트(30b)의 두께와 동일하게 되어 있다.The gate electrode 30c of the sector select transistor SST is formed by the same conductive film (polysilicon film) as the floating gate 30a of the memory cell transistor MT and the select gate 30b of the select transistor ST. Therefore, the thickness of the gate electrode 30c of the sector select transistor SST is equal to the thickness of the floating gate 30a of the memory cell transistor MT and the thickness of the select gate 30b of the select transistor ST.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(30b) 상에는 절연막(32c)을 개재하여 폴리실리콘층(도전층)(34e)이 형성되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 절연막(32c)은, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 절연막(32a) 및 선택 트랜지스터 ST의 절연막(32b)과 동일한 절연막에 의해 형성되어 있다. 이 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 절연막(32c)의 막 두께는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 절연막(32a)의 막 두께 및 선택 트랜지스터 ST의 절연막(32b)의 막 두께와 동일하게 되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 폴리실리콘막(34e)은, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트(34a) 및 선택 트랜지스터 ST의 폴리실리콘막(34b)과 동일한 도전막에 의해 형성되어 있다. 이 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 폴리실리콘막(34e)의 두께는, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 컨트롤 게이트(34a)의 두께 및 선택 트랜지스터 ST의 폴리실리콘막(34b)의 두께와 동일하게 되어 있다.A polysilicon layer (conductive layer) 34e is formed on the gate electrode 30b of the sector select transistor SST with an insulating film 32c interposed therebetween. The insulating film 32c of the sector select transistor SST is formed by the same insulating film as the insulating film 32a of the memory cell transistor MT and the insulating film 32b of the select transistor ST. Therefore, the film thickness of the insulating film 32c of the sector select transistor SST is equal to the film thickness of the insulating film 32a of the memory cell transistor MT and the film thickness of the insulating film 32b of the select transistor ST. The polysilicon film 34e of the sector select transistor SST is formed by the same conductive film as the control gate 34a of the memory cell transistor MT and the polysilicon film 34b of the selection transistor ST. Therefore, the thickness of the polysilicon film 34e of the sector select transistor SST is equal to the thickness of the control gate 34a of the memory cell transistor MT and the thickness of the polysilicon film 34b of the select transistor ST.

섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(30b)의 양측의 반도체 기판(20) 내에는, N형의 불순물 확산층(36d)이 형성되어 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스/드레인 확산층(36d)은 선택 트랜지스터 ST 및 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스/드레인 확산층(36a∼36c)을 형성하는 것과 동시에 형성된 것이다.In the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 30b of the sector select transistor SST, an N type impurity diffusion layer 36d is formed. The source / drain diffusion layer 36d of the sector select transistor SST is formed at the same time as the source / drain diffusion layers 36a to 36c of the selection transistor ST and the memory cell transistor MT are formed.

이렇게 해서, 게이트 전극(30c)과 폴리실리콘막(34e)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 P형 웰(72PS) 상에 형성되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서, 메모리 셀 트랜지스터 MT나 선택 트랜지스터 ST와 거의 동일한 트랜지스터가 이용되고 있다. 다만, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 세부의 구조는, 메모리 셀 트랜지스터 MT나 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST와 반드시 동일하지는 않다.In this way, the sector select transistor SST having the gate electrode 30c, the polysilicon film 34e, and the source / drain diffusion layer 104 is formed on the P-type well 72PS. As described above, in this embodiment, as the sector select transistor SST, substantially the same transistors as the memory cell transistor MT and the selection transistor ST are used. However, the detailed structure of the sector select transistor SST is not necessarily the same as the memory cell transistor MT or the sector select transistor SST.

도 63은, 각각의 구성 요소에 사용되고 있는 트랜지스터의 종별, 트랜지스터의 내압 및 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께를 나타내는 도면이다.63 is a diagram showing the type of the transistor used in each component, the breakdown voltage of the transistor, and the film thickness of the gate insulating film of the transistor.

도 63에 나타내는 바와 같이, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT나 선택 트랜지스터 ST와 동일한 트랜지스터(P1Tr)가 이용되고 있다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 예를 들어 8 V 정도이다. 즉, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 메모리 셀 트랜지스터 MT나 선택 트랜지스터 ST와 동일하게, 비교적 높아지고 있다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 절연막(28c)의 막 두께는, 예를 들어 8∼12 ㎚ 정도이다.As shown in Fig. 63, as the sector select transistor SST, the same transistor P1Tr as the memory cell transistor MT and the select transistor ST is used. The breakdown voltage of the sector select transistor SST is, for example, about 8V. In other words, the breakdown voltage of the sector select transistor SST is relatively high, like the memory cell transistor MT and the select transistor ST. The film thickness of the gate insulating film 28c of the sector select transistor SST is, for example, about 8 to 12 nm.

열 디코더(12)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)(111N, 111P)(도 54 참조)가 이용되고 있다. 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 또한, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.As the column decoder 12, a first low-voltage transistor (1.8 VTr) 111N and 111P (see FIG. 54) having a rated voltage of, for example, 1.8 V is used. The internal voltages of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the column decoder 12 are, for example, about 3V. The film thickness of the gate insulating film 79 of the first low-voltage transistors 111N and 111P used in the column decoder 12 is, for example, about 3 nm.

또한, 센스 앰프(13)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)(111N, 111P)가 이용되고 있다. 센스 앰프(13)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 또한, 열 디코더(12)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.The sense amplifier 13 uses a first low-voltage transistor (1.8 VTr) 111N and 111P having a rated voltage of 1.8 V, for example. The internal voltages of the low-voltage transistors 111N and 111P used in the sense amplifier 13 are, for example, about 3V. The film thickness of the gate insulating film 79 of the low-voltage transistors 111N and 111P used in the column decoder 12 is, for example, about 3 nm.

또한, 제1 행 디코더(14)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)(110N, 110P)가 이용되고 있다. 제1 행 디코더(14)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제1 행 디코더(14)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.Also, as the first row decoder 14, high-voltage transistors (10 VTr) 110N and 110P having a rated voltage of, for example, 10 V are used. The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first row decoder 14 is, for example, about 12 V. [ The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first row decoder 14 is, for example, about 16 nm.

또한, 제2 행 디코더(16)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)(111N, 111P)가 이용되고 있다. 제2 행 디코더(16)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 또한, 제2 행 디코더(16)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.The second row decoder 16 uses a first low-voltage transistor (1.8 VTr) 111N and 111P having a rated voltage of 1.8 V, for example. The internal voltages of the low-voltage transistors 111N and 111P used in the second row decoder 16 are, for example, about 3V. The film thickness of the gate insulating film 79 of the low-voltage transistors 111N and 111P used in the second row decoder 16 is, for example, about 3 nm.

또한, 제3 행 디코더(18)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)(110N, 110P)가 이용되고 있다. 제3 행 디코더(18)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제3 행 디코더(18)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.The third high-voltage transistor 10 VTr (110 VT) 110 N, 110 P having a rated voltage of, for example, 10 V is used as the third row decoder 18. The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the third row decoder 18 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the third row decoder 18 is, for example, about 16 nm.

제어 회로(23)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)(111N, 111P)가 이용되고 있다. 제어 회로(23)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 또한, 제어 회로(23)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.As the control circuit 23, low voltage transistors (1.8 VTr) 111N and 111P having a rated voltage of, for example, 1.8 V are used. The internal voltages of the low-voltage transistors 111N and 111P used in the control circuit 23 are, for example, about 3V. The film thickness of the gate insulating film 79 of the low-voltage transistors 111N and 111P used in the control circuit 23 is, for example, about 3 nm.

제1 전압 인가 회로(15)에는, 정격 전압이 예를 들어 10 V인 고내압 트랜지스터(10 VTr)(110N, 110P)가 이용되고 있다. 제1 전압 인가 회로(15)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 내압은, 예를 들어 12 V 정도이다. 또한, 제1 전압 인가 회로(15)에 이용되고 있는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 절연막(76)의 막 두께는, 예를 들어 16 ㎚ 정도이다.The first voltage applying circuit 15 uses the high voltage transistor 10 VTr 110N and 110P having a rated voltage of, for example, 10V. The breakdown voltage of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first voltage application circuit 15 is, for example, about 12V. The film thickness of the gate insulating film 76 of the high voltage transistors 110N and 110P used in the first voltage applying circuit 15 is, for example, about 16 nm.

제2 전압 인가 회로(17)에는, 정격 전압이 예를 들어 1.8 V인 제1 저전압 트랜지스터(1.8 VTr)(111N, 111P)가 이용되고 있다. 제2 전압 인가 회로(17)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 내압은, 예를 들어 3 V 정도이다. 또한, 제2 전압 인가 회로(17)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 절연막(79)의 막 두께는, 예를 들어 3 ㎚ 정도이다.As the second voltage applying circuit 17, a first low-voltage transistor (1.8 VTr) 111N, 111P having a rated voltage of, for example, 1.8 V is used. The internal voltages of the low-voltage transistors 111N and 111P used in the second voltage application circuit 17 are, for example, about 3V. The film thickness of the gate insulating film 79 of the low-voltage transistors 111N and 111P used in the second voltage applying circuit 17 is, for example, about 3 nm.

(비휘발성 반도체 기억 장치의 동작)(Operation of nonvolatile semiconductor memory device)

다음에, 본 변형예에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 동작 방법을 도 64 및 도 65를 이용하여 설명한다. 도 64는, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법, 기록 방법 및 소거 방법을 나타내는 도면이다. 도 64에 있어서 F는 플로팅을 나타내고 있다.Next, an operation method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present modification will be described with reference to FIGS. 64 and 65. FIG. FIG. 64 is a diagram showing a reading method, a recording method, and an erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. In Fig. 64, F represents floating.

(판독 방법)(Reading method)

우선, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 판독 방법에 관해서 도 64를 이용하여 설명한다.First, a reading method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

또한, 여기서는, 도 61에 있어서 파선 A로 둘러싸인 메모리 셀 MC와 파선 B로 둘러싸인 메모리 셀 MC에 기록된 정보를 판독하는 경우를 예로 설명한다.Here, the case of reading the information recorded in the memory cell MC surrounded by the broken line A and the memory cell MC surrounded by the broken line B in Fig. 61 will be described as an example.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에는, 각부의 전위를 이하와 같이 설정한다.When reading information recorded in the memory cell transistor MT, the potential of each part is set as follows.

즉, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 섹터 선택선 SSL11의 전위를, 예를 들어 1.8 V로 한다. 한편, 선택된 섹터 선택선 SSL11 이외의 섹터 선택선 SSL12, SSL21, SSL22의 전위는 모두 0 V로 한다.That is, the potential of the sector selection line SSL11 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to 1.8 V, for example. On the other hand, the potentials of the sector selection lines SSL12, SSL21, and SSL22 other than the selected sector selection line SSL11 are all 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 메인 비트선(비트선) MBL1, MBL2의 전위를, 예를 들어 0.5 V로 한다.The potentials of the main bit lines (bit lines) MBL1 and MBL2 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected are set to 0.5 V, for example.

또한, 제1 워드선 CG11, CG12, CG21, CG22의 전위는 항상 1.8 V로 한다.Also, the potentials of the first word lines CG11, CG12, CG21, and CG22 are always set to 1.8V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제2 워드선 SG11의 전위를, 예를 들어 1.8 V로 한다. 한편, 선택된 제2 워드선 SG11 이외의 제2 워드선 SG12, SG21, SG22의 전위를 0 V로 한다.Further, the potential of the second word line SG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 1.8 V, for example. On the other hand, the potentials of the second word lines SG12, SG21, and SG22 other than the selected second word line SG11 are set to 0V.

P형 웰(26)의 전위 VB1은 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(72PS)의 전위 VB2는 모두 0 V로 한다. 소스선 SL11, SL21의 전위는 모두 0 V로 한다.The potential V B1 of the P-type well 26 is set to 0 V in all cases. In addition, the potential V B2 of the P-type well 72PS is set to 0V. The potentials of the source lines SL11 and SL21 are all 0V.

본 실시형태에 있어서도, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 저전압 트랜지스터가 이용되고 있기 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 판독할 때에 충분히 큰 판독 전류가 얻어진다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판정하는 것이 가능해지고, 나아가서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록되어 있는 정보를 고속으로 판독하는 것이 가능해진다.Also in this embodiment, since the low-voltage transistor is used as the sector select transistor SST, a sufficiently large read current is obtained when the information recorded in the memory cell transistor MT is read. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to determine the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed, and moreover, it becomes possible to read the information recorded in the memory cell transistor MT at a high speed.

(기록 방법)(Recording method)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 기록 방법에 대해서 도 64를 이용하여 설명한다.Next, a recording method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

또한, 여기서는, 도 61에 있어서 파선 A로 둘러싸인 메모리 셀 MC에 정보를 기록하는 경우를 예로 설명한다.Here, a case where information is recorded in the memory cell MC surrounded by the broken line A in FIG. 61 will be described as an example.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보를 기록할 때에는, 각부의 전위를 이하와 같이 설정한다.When information is written in the memory cell transistor MT, the potential of each part is set as follows.

즉, 선택해야 할 메모리 셀 MC(메모리 셀 A)에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 섹터 선택선 SSL11의 전위를, 예를 들어 1.8 V로 한다. 한편, 선택된 섹터 선택선 SSL11 이외의 섹터 선택선 SSL12, SSL21, SSL22의 전위는 모두 0 V로 한다.That is, the potential of the sector selection line SSL11 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC (memory cell A) to be selected is set to 1.8 V, for example. On the other hand, the potentials of the sector selection lines SSL12, SSL21, and SSL22 other than the selected sector selection line SSL11 are all 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST에 접속되어 있는 메인 비트선(비트선) MBL1의 전위를, 예를 들어 0 V로 한다. 한편, 선택된 메인 비트선 MBL1 이외의 메인 비트선 MBL2의 전위는 플로팅으로 한다.In addition, the potential of the main bit line (bit line) MBL1 connected to the sector select transistor SST connected to the memory cell MC to be selected is set to 0 V, for example. On the other hand, the potential of the main bit line MBL2 other than the selected main bit line MBL1 is made floating.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제1 워드선 CG11의 전위를, 예를 들어 9 V로 한다. 한편, 선택된 제1 워드선 CG11 이외의 제1 워드선 CG12, CG21, CG22의 전위를 0 V로 한다.Further, the potential of the first word line CG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 9 V, for example. On the other hand, the potentials of the first word lines CG12, CG21, and CG22 other than the selected first word line CG11 are set to 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 제2 워드선 SG11의 전위를, 예를 들어 2.5 V로 한다. 한편, 선택된 제2 워드선 SG11 이외의 제2 워드선 SG12, SG21, SG22의 전위를 0 V로 한다.Further, the potential of the second word line SG11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 2.5 V, for example. On the other hand, the potentials of the second word lines SG12, SG21, and SG22 other than the selected second word line SG11 are set to 0V.

또한, 선택해야 할 메모리 셀 MC에 접속된 소스선 SL11의 전위를, 예를 들어 5.5 V로 한다. 한편, 선택된 소스선 SL11 이외의 소스선 SL21의 전위를 플로팅으로 한다.Further, the potential of the source line SL11 connected to the memory cell MC to be selected is set to 5.5 V, for example. On the other hand, the potential of the source line SL21 other than the selected source line SL11 is made floating.

P형 웰(26)의 전위 VB1은 모두 0 V로 한다. 또한, P형 웰(72PS)의 전위 VB2는 모두 0 V로 한다.The potential V B1 of the P-type well 26 is set to 0 V in all cases. In addition, the potential V B2 of the P-type well 72PS is set to 0V.

각부의 전위를 상기한 바와 같이 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a)과 드레인 확산층(36b)의 사이에 전자가 흐르고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a) 내에 전자가 도입된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 정보가 기록되게 된다.When the electric potential of each part is set as described above, electrons flow between the source diffusion layer 36a and the drain diffusion layer 36b of the memory cell transistor MT and electrons are introduced into the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. As a result, charges are accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT, and information is written in the memory cell transistor MT.

(소거 방법)(Erase method)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 도 64 및 도 65를 이용하여 설명한다. 도 65는 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법을 나타내는 단면도이다.Next, a method of erasing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 64 and 65. FIG. 65 is a cross-sectional view showing the erasing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

메모리 셀 어레이에 기록된 정보의 소거는, 예를 들어 섹터 SCT 마다 행해진다. 여기서는, 제1 섹터 SCT1 내에 존재하는 복수의 메모리 셀 MC에 기록된 정보를 일괄하여 소거하는 경우를 예로 설명한다.Erasing of information recorded in the memory cell array is performed for each sector SCT, for example. Here, a case where the information recorded in the plurality of memory cells MC existing in the first sector SCT1 is collectively erased will be described as an example.

본 실시형태에서는, 이하와 같이 하여, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거한다.In the present embodiment, the information recorded in the memory cell transistor MT is erased as follows.

또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 메인 비트선 MBL1, MBL2의 전위는 항상 플로팅으로 한다. 또한, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 소스선 SL11, SL21의 전위는 항상 플로팅으로 한다. 또한, 반도체 기판(20)의 전위는 0 V(접지)로 한다. 또한, 선택 트랜지스터 ST의 게이트 SG11, SG12, SG21, SG22의 전위는 항상 플로팅으로 한다.When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potentials of the main bit lines MBL1 and MBL2 are always set to the floating state. When the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potentials of the source lines SL11 and SL21 are always set to the floating state. The potential of the semiconductor substrate 20 is set to 0 V (ground). The potentials of the gates SG11, SG12, SG21, and SG22 of the selection transistor ST are always set to the floating state.

메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, 우선 제2 전압 인가 회로(17)에 의해 P형 웰(72PS)의 전위 VB2를 제3 전위 VERS3로 설정한다. 여기서는 제3 전위 VERS3를, 예를 들어 1.8 V로 한다.To erase the information recorded in the memory cell transistor MT, the potential V B2 of the P-type well 72PS is first set to the third potential V ERS3 by the second voltage application circuit 17. [ Here, the third potential V ERS3 is set to 1.8 V, for example.

또한, 섹터 선택선 SSL11, SSL12, SSL21, SSL22의 전위를 제2 전위 VERS2로 설정한다. 여기서는, 제2 전위 VERS2를 예를 들어 1.8 V로 한다.Further, the potentials of the sector select lines SSL11, SSL12, SSL21, and SSL22 are set to the second potential V ERS2 . Here, the second potential V ERS2 is set to 1.8 V, for example.

다음에, 제1 전압 인가 회로(15)에 의해, P형 웰(26)의 전위 VB1를 제1 전위 VERS1로 설정한다. 여기서는, 제1 전위 VERS1를, 예를 들어 9 V로 한다.Next, the potential V B1 of the P-type well 26 is set to the first potential V ERS1 by the first voltage applying circuit 15. Here, the first potential V ERS1 is set to 9 V, for example.

다음에, 소거의 대상이 되는 제1 섹터 SCT1 내의 메모리 셀 MC에 접속된 제1 워드선 CG11, CG12의 전위를, 예를 들어 -9 V로 한다. 한편, 소거의 대상이 아닌 제2 섹터 SCT2 내의 메모리 셀 MC에 접속된 워드선 CG21, CG22의 전위를, 예를 들어 플로팅으로 한다.Next, the potentials of the first word lines CG11 and CG12 connected to the memory cells MC in the first sector SCT1 to be erased are set to -9 V, for example. On the other hand, the potentials of the word lines CG21 and CG22 connected to the memory cells MC in the second sector SCT2 that are not to be erased are made floating, for example.

제1 워드선 CG11, CG12의 전위를 예를 들어 -9 V로 설정하면, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)로부터 전하가 방출된다. 이에 따라, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 플로팅 게이트(30a)에 전하가 축적되어 있지 않은 상태가 되고, 메모리 셀 트랜지스터 MT의 정보가 소거되게 된다.When the potential of the first word lines CG11 and CG12 is set to, for example, -9 V, charges are discharged from the floating gate 30a of the memory cell transistor MT. As a result, no charge is accumulated in the floating gate 30a of the memory cell transistor MT, and information of the memory cell transistor MT is erased.

전술한 바와 같이, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에는, P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1은 예를 들어 9 V로 설정된다. P형 웰(26)의 전위 VERS1가 9 V로 설정되는 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′는, 예를 들어 8.5∼8.7 V 정도가 된다. 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′가 P형 웰(26)의 전위 VERS1보다 낮아지는 것은, P형 웰(26)과 드레인 확산층(36c)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.As described above, when the information recorded in the memory cell transistor MT is erased, the potential (first potential) V ERS1 of the P-type well 26 is set to, for example, 9V . When the potential V ERS1 of the P-type well 26 is set to 9 V, the potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST is about 8.5 to 8.7 V, for example. The potential V ERS1 'of the source diffusion layer 104 is lower than the potential V ERS1 of the P-type well 26 because a voltage drop occurs due to the diode formed by the P-type well 26 and the drain diffusion layer 36c to be.

P형 웰(72PS)의 전위(제3 전위) VERS3가 예를 들어 1.8 V인 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)과 P형 웰(72PS) 사이의 전위차(VERS1′-VERS3)는, 예를 들어 6.7∼6.9 V 정도가 된다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 8 V 정도이기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 P형 웰(72PS)과 소스 확산층(104)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.When the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 72PS is, for example, 1.8 V, the potential difference V ERS1 '-V (V ERS1'V) between the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST and the P- ERS3 ) is about 6.7 to 6.9 V, for example. Since the breakdown voltage of the sector select transistor SST is, for example, about 8 V as described above, no breakage occurs between the P-type well 72PS and the source diffusion layer 104 of the sector select transistor SST.

또한, 섹터 선택선 SSL의 전위(제2 전위) VERS2가 예를 들어 1.8 V인 경우, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104) 사이의 전위차(VERS1′-VERS2)는, 예를 들어 6.7∼6.9 V 정도가 된다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압은, 전술한 바와 같이 예를 들어 8 V 정도이기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)과 소스 확산층(104)의 사이에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.When the potential (second potential) V ERS2 of the sector selection line SSL is, for example, 1.8 V, the potential difference (V ERS1 '-V ERS2 between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104 ) Is about 6.7 to 6.9 V, for example. Since the breakdown voltage of the sector select transistor SST is, for example, about 8 V as described above, there is no breakdown between the gate electrode 34d of the sector select transistor SST and the source diffusion layer 104. [

P형 웰(72PS)의 전위(제3 전위) VERS3가 예를 들어 1.8 V로 설정되는 경우, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′는, 예를 들어 1.3∼1.5 V 정도가 된다. 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′가 P형 웰(72PS)의 전위 VERS3보다 낮아지는 것은, P형 웰(72PS)과 드레인 확산층(104)에 의해 형성되는 다이오드에 의해 전압 강하가 생기기 때문이다.When the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 72PS is set to, for example, 1.8 V, the potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the low-voltage transistor 111N of the column decoder 12, For example, it is about 1.3 to 1.5 V. The potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the low-voltage transistor 111N of the column decoder 12 is lower than the potential V ERS3 of the P-type well 72PS because the potential difference between the P-type well 72PS and the drain diffusion layer 104, A voltage drop occurs due to the diode formed by the diode.

열 디코더(12)에 이용되고 있는 저전압 트랜지스터(111N)의 내압은, 전술한 바와 같이 3 V 정도이기 때문에, 열 디코더(12)의 제1 저전압 트랜지스터(111N)에 있어서 파괴가 생기는 일은 없다.Since the breakdown voltage of the low voltage transistor 111N used in the column decoder 12 is about 3 V as described above, the breakdown of the first low voltage transistor 111N of the column decoder 12 does not occur.

또한, 각부의 전위는 상기한 바에 한정되는 것은 아니다.The electric potential of each part is not limited to the above.

P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1와 P형 웰(72PS)의 전위(제3 전위) VERS3의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS3가 설정된다.The potential of the P-type well 26 (the first potential) V ERS1, and the potential of the P-type well (72PS) (third electric potential) difference between the V ERS3, sector select transistors, each of the electric potential is smaller than the breakdown voltage of the SST V ERS1, V ERS3 is set.

보다 엄밀하게는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′와 P형 웰(72PS)의 전위 VERS3 사이의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS3가 설정된다.More strictly speaking, a sector select transistor SST difference between the source diffusion layer 104, the potential V ERS1 'and the P-type well (72PS) potential V ERS3 of a, is smaller than the breakdown voltage of a sector select transistor SST each potential V ERS1, V ERS3 is set.

또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(30b)의 전위(제2 전위) VERS2와 P형 웰(26)의 전위(제1 전위) VERS1의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS2가 설정된다.The difference between the potential (second potential) V ERS2 of the gate electrode 30b of the sector select transistor SST and the potential (first potential) V ERS1 of the P-type well 26 is set to be smaller than the breakdown voltage of the sector select transistor SST The potentials V ERS1 and V ERS2 are set.

보다 엄밀하게는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(34d)의 전위 VERS2와 소스 확산층(104)의 전위 VERS1′의 차가, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압보다 작아지도록 각각의 전위 VERS1, VERS2가 설정된다.More strictly speaking, the sector select transistors SST of the potential V ERS1 of the gate electrode potential V ERS2 and the source diffusion layer 104 of (34d) 'difference, is smaller than the breakdown voltage of a sector select transistor SST each potential V ERS1, V ERS2 Is set.

또한, P형 웰(72PS)의 전위(제3 전위) VERS3가, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(111N)의 내압보다 작아지도록 제3 전위 VERS3가 설정된다.The third potential V ERS3 is set such that the potential (third potential) V ERS3 of the P-type well 72PS becomes smaller than the breakdown voltage of the low voltage transistor 111N of the column decoder 12.

보다 엄밀하게는, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(111N)의 소스 확산층(104)의 전위 VERS3′와 P형 웰(72P)의 전위의 차가, 열 디코더(12)의 저전압 트랜지스터(111N)의 내압보다 작아지도록 제3 전위 VERS3가 설정된다.More precisely, the difference between the potential V ERS3 'of the source diffusion layer 104 of the low-voltage transistor 111N of the column decoder 12 and the potential of the P-type well 72P is lower than the potential of the low-voltage transistor 111N of the column decoder 12, The third potential V ERS3 is set so as to be smaller than the breakdown voltage of the transistor Tr3 .

제1 전위 VERS1∼제3 전위 VERS3가 모두 플러스인 경우에는, 제2 전위 VERS2는 제1 전위 VERS1보다 낮게 설정되고, 제3 전위 VERS3도 제1 전위 VERS1보다 낮게 설정된다.When both the first potential V ERS1 to the third potential V ERS3 are positive, the second potential V ERS2 is set to be lower than the first potential V ERS1 , and the third potential V ERS3 is also set to be lower than the first potential V ERS1 .

이와 같이, 본 실시형태에서는, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST로서 메모리 셀 트랜지스터 MT나 선택 트랜지스터 ST와 동일한 트랜지스터가 이용되고 있기 때문에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 내압이 비교적 높다. 이 때문에, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 기록된 정보를 소거할 때에, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(30b) 및 P형 웰(72PS)에 비교적 낮은 전압을 인가한 경우라도, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 파괴되는 일은 없다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(30b) 및 P형 웰(72PS)에 인가하는 전압을 비교적 낮게 설정할 수 있기 때문에, 전압 완충 트랜지스터 BT를 설치하는 일없이, 내압이 매우 낮은 트랜지스터(111N)를 열 디코더(12)에 이용하는 것이 가능해진다.As described above, in this embodiment, since the same transistors as the memory cell transistor MT and the selection transistor ST are used as the sector select transistor SST, the breakdown voltage of the sector select transistor SST is relatively high. Therefore, even when a relatively low voltage is applied to the gate electrode 30b and the P-type well 72PS of the sector select transistor SST at the time of erasing the information recorded in the memory cell transistor MT, the sector select transistor SST is destroyed There is no work. The voltage applied to the gate electrode 30b and the P-type well 72PS of the sector select transistor SST can be set relatively low. Therefore, the transistor 111N having a very low withstand voltage can be provided to the column decoder (12).

(비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법)(Manufacturing Method of Nonvolatile Semiconductor Memory Device)

다음에, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 도 66 내지 도 78을 이용하여 설명한다. 도 66 내지 도 78은, 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.Next, a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 66 to 78. FIG. 66 to 78 are sectional views showing the steps of a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

도 66의 (a), 도 67의 (a), 도 68의 (a), 도 69의 (a), 도 70의 (a), 도 71의 (a), 도 72의 (a), 도 73의 (a), 도 74의 (a), 도 75의 (a), 도 76의 (a) 및 도 77은, 메모리 셀 어레이 영역(2)을 나타내고 있다. 도 66의 (a), 도 67의 (a), 도 68의 (a), 도 69의 (a), 도 70의 (a), 도 71의 (a), 도 72의 (a), 도 73의 (a), 도 74의 (a), 도 75의 (a), 도 76의 (a) 및 도 77의 지면 좌측의 도면은, 도 29의 E-E'를 따라 취한 단면에 대응하고 있다. 도 66의 (a), 도 67의 (a), 도 68의 (a), 도 69의 (a), 도 70의 (a), 도 71의 (a), 도 72의 (a), 도 73의 (a), 도 74의 (a), 도 75의 (a), 도 76의 (a) 및 도 77의 지면 우측의 도면은, 도 29의 C-C'를 따라 취한 단면에 대응하고 있다.Figures 66 (a), 67 (a), 68 (a), 69 (a), 70 (a), 71 (a), 72 73 (a), 74 (a), 75 (a), 76 (a) and 77 show the memory cell array region 2. Figures 66 (a), 67 (a), 68 (a), 69 (a), 70 (a), 71 (a), 72 73A, 74A, 75A, 76A and 77, the left side of the drawing corresponds to the section taken along the line E-E 'in FIG. 29 have. Figures 66 (a), 67 (a), 68 (a), 69 (a), 70 (a), 71 (a), 72 73A, 74A, 75A, 76A and 77, the right side of the drawing corresponds to a cross section taken along the line C-C 'in FIG. 29 have.

도 66의 (b), 도 67의 (b), 도 68의 (b), 도 69의 (b), 도 70의 (b), 도 71의 (b), 도 72의 (b), 도 73의 (b), 도 74의 (b), 도 75의 (b), 도 76의 (b) 및 도 78은, 주변 회로 영역(4)을 나타내고 있다. 도 66의 (b), 도 67의 (b), 도 68의 (b), 도 69의 (b), 도 70의 (b), 도 71의 (b), 도 72의 (b), 도 73의 (b), 도 74의 (b), 도 75의 (b), 도 76의 (b) 및 도 78의 지면 좌측은, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)을 나타내고 있다. 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6) 중의 지면 좌측은 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 나타내고 있다. 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)의 지면 우측은, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 나타내고 있다.Figures 66 (b), 67 (b), 68 (b), 69 (b), 70 (b), 71 (b), 72 73 (b), 74 (b), 75 (b), 76 (b) and 78 show the peripheral circuit region 4. Figures 66 (b), 67 (b), 68 (b), 69 (b), 70 (b), 71 (b), 72 73 (b), 74 (b), 75 (b), 76 (b) and 78 show the region 6 where the high breakdown voltage transistor is formed. The region 6 on the left side of the region 6 where the high breakdown voltage transistor is formed represents the region 6N where the high breakdown voltage N-channel transistor is formed. The right side of the region 6N where the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed represents the region 6P where the high-breakdown-voltage P-channel transistor is formed.

고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)의 지면 우측은, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)을 나타내고 있다.The right side of the region 6P where the high breakdown voltage P-channel transistor is formed shows the region 7 where the sector select transistor is formed.

도 66의 (b), 도 67의 (b), 도 68의 (b), 도 69의 (b), 도 70의 (b), 도 71의 (b), 도 72의 (b), 도 73의 (b), 도 74의 (b), 도 75의 (b), 도 76의 (b) 및 도 78의 지면 우측은, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)을 나타내고 있다. 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 중의 지면 좌측은, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 나타내고 있다. 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8) 중의 지면 우측은, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 나타내고 있다.Figures 66 (b), 67 (b), 68 (b), 69 (b), 70 (b), 71 (b), 72 73 (b), 74 (b), 75 (b), 76 (b) and 78 show the region 8 where the first low-voltage transistor is formed. The left side of the region of the region 8 where the first low-voltage transistor is formed shows a region 8N in which the first low-voltage N-channel transistor is formed. The right side of the region 8 where the low-voltage transistor is formed represents the region 8P in which the first low-voltage P-channel transistor is formed.

우선, 반도체 기판(20)을 준비하는 공정부터 희생 산화막(69)을 성장하는 공정까지는, 도 10 내지 도 12를 이용하여 전술한 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.First, the steps from the step of preparing the semiconductor substrate 20 to the step of growing the sacrificial oxide film 69 are the same as the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment described above with reference to FIGS. 10 to 12 Therefore, the description will be omitted.

다음에, 도 66에 나타내는 바와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(24)을 형성한다. 또한, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에도 N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(25)을 형성한다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 N형의 도펀트 불순물을 깊게 주입함으로써, N형의 매립 확산층(25)을 형성한다. 또한, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 매립 확산층(24)보다도 얕게 P형의 도펀트 불순물을 주입함으로써, P형의 웰(26)을 형성한다. 또한, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에 매립 확산층(25)보다도 얕게 P형의 도펀트 불순물을 주입함으로써, P형의 웰(72P)을 형성한다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 매립 확산층(25)보다도 얕게 P형의 도펀트 불순물을 주입함으로써, P형의 웰(72PS)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 66, an N type buried diffusion layer 24 is formed by deeply implanting N type dopant impurities into the memory cell array region 2. Next, as shown in FIG. An N type buried diffusion layer 25 is also formed by implanting an N type dopant impurity deep into the region 6N where the high voltage N channel transistor is formed. Further, an N type buried diffusion layer 25 is formed by deeply implanting an N type dopant impurity into the region 7 where the sector select transistor is formed. A P-type well 26 is formed by implanting a P-type dopant impurity into the memory cell array region 2 shallower than the buried diffusion layer 24. The P-type well 72P is formed by implanting a P-type dopant impurity shallower than the buried diffusion layer 25 in the region 6N where the high-voltage N-channel transistor is formed. A P type well 72PS is formed by implanting a P type dopant impurity shallower than the buried diffusion layer 25 in the region 7 where the sector select transistor is formed.

다음에, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)에, N형의 확산층(70)을 프레임형으로 형성한다. 이러한 프레임형의 확산층(70)은, 반도체 기판(20)의 표면으로부터 매립 확산층(25)의 주연부에 이르도록 형성한다. P형의 웰(72P)은 매립 확산층(25)과 확산층(70)에 의해 둘러싸인 상태가 된다.Next, in the region 6N in which the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed, the N-type diffusion layer 70 is formed in a frame shape. This frame-type diffusion layer 70 is formed so as to extend from the surface of the semiconductor substrate 20 to the periphery of the buried diffusion layer 25. [ The P type well 72P is surrounded by the buried diffusion layer 25 and the diffusion layer 70. [

또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에도, N형의 확산층(70)을 프레임형으로 형성한다. 이러한 프레임형의 확산층(70)은, 반도체 기판(20)의 표면으로부터 매립 확산층(25)의 주연부에 이르도록 형성한다.In addition, the N-type diffusion layer 70 is formed in the frame 7 in the region 7 where the sector select transistor is formed. This frame-type diffusion layer 70 is formed so as to extend from the surface of the semiconductor substrate 20 to the periphery of the buried diffusion layer 25. [

또한, 도시하지 않지만, 메모리 셀 어레이 영역(2)의 P형의 웰(26)도, 매립 확산층(24)과 프레임형의 확산층(70)에 의해 둘러싸인 상태가 된다.Although not shown, the P-type well 26 of the memory cell array region 2 is also surrounded by the buried diffusion layer 24 and the frame-shaped diffusion layer 70.

다음에, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)에, N형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, N형의 웰(72N)을 형성한다.Next, an N-type well 72N is formed by introducing an N-type dopant impurity into the region 6P where the high-breakdown-voltage P-channel transistor is formed.

다음에, 메모리 셀 어레이 영역(2)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the memory cell array region 2 (not shown).

다음에, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)과, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the region 6N where the high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed and the region 6P where the high breakdown voltage P-channel transistor is formed (not shown).

다음에, 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the region 7 where the sector select transistor is formed (not shown).

다음에, 반도체 기판(20)의 표면에 존재하는 희생 산화막(69)(도 13 참조)을 에칭 제거한다.Next, the sacrificial oxide film 69 (see FIG. 13) existing on the surface of the semiconductor substrate 20 is etched away.

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 막 두께 10 ㎚의 터널 절연막(28)을 형성한다.Next, a tunnel insulating film 28 with a thickness of 10 nm is formed on the entire surface by thermal oxidation.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 90 ㎚의 폴리실리콘막(30)을 형성한다. 이러한 폴리실리콘막(30)으로서는, 불순물이 도핑된 폴리실리콘막을 형성한다.Next, a polysilicon film 30 having a film thickness of 90 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD. As the polysilicon film 30, a polysilicon film doped with an impurity is formed.

다음에, 도 67에 나타내는 바와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(2)의 폴리실리콘막(30)을 패터닝하고, 주변 회로 영역(4)에 존재하는 폴리실리콘막(30)을 에칭 제거한다.67, the polysilicon film 30 in the memory cell array region 2 is patterned and the polysilicon film 30 present in the peripheral circuit region 4 is etched away.

다음에, 전면에, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막과 실리콘 산화막을 순차 적층하여 이루어지는 절연막(ONO막)(32)을 형성한다. 이러한 절연막(32)은, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)를 절연하기 위한 것이다.Next, an insulating film (ONO film) 32 formed by sequentially laminating a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film on the entire surface is formed. This insulating film 32 is for insulating the floating gate 30a and the control gate 34a.

다음에, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)에, P형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, P형의 웰(74P)을 형성한다.Next, the P-type well 74P is formed by introducing a P-type dopant impurity into the region 8N where the first low-voltage N-channel transistor is formed.

다음에, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)에, N형의 도펀트 불순물을 도입함으로써, N형의 웰(74N)을 형성한다.Next, an N-type well 74N is formed by introducing an N-type dopant impurity into the region 8P where the first low-voltage P-channel transistor is formed.

다음에, 도 68에 나타내는 바와 같이, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6) 및 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)에 존재하는 절연막(ONO막)(32)을 에칭 제거한다. 메모리 셀 어레이 영역(2) 및 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)에는 절연막(32)이 잔존한다.Next, as shown in FIG. 68, the region 6 in which the high breakdown voltage transistor is formed and the insulating film (ONO film) 32 in the region 8 where the first low voltage transistor is formed are etched away. The insulating film 32 remains in the memory cell array region 2 and the region 7 where the sector select transistor is formed.

다음에, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)과, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)에 채널 도핑을 행한다(도시하지 않음).Next, channel doping is performed on the region 8N where the first low-voltage N-channel transistor is formed and the region 8P where the first low-voltage P-channel transistor is formed (not shown).

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 예를 들어 막 두께 15 ㎚의 게이트 절연막(76)을 형성한다(도 68 참조).Next, a gate insulating film 76 having a thickness of 15 nm, for example, is formed on the entire surface by thermal oxidation (see FIG. 68).

다음에, 웨트 에칭에 의해, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)의 게이트 절연막(76)을 제거한다.Next, the gate insulating film 76 in the region 8 where the first low-voltage transistor is to be formed is removed by wet etching.

다음에, 전면에, 열산화법에 의해, 예를 들어 막 두께 3 ㎚의 게이트 절연막(79)을 형성한다(도 69 참조). 이에 따라, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)에 있어서는, 예를 들어 막 두께 3 ㎚의 게이트 절연막(79)이 형성된다. 또한, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)에 있어서는, 게이트 절연막(76)의 막 두께가 예를 들어 16 ㎚ 정도가 된다.Next, on the entire surface, a gate insulating film 79 having a film thickness of 3 nm, for example, is formed by thermal oxidation (see FIG. 69). Thus, in the region 8 where the first low-voltage transistor is formed, for example, a gate insulating film 79 with a thickness of 3 nm is formed. In the region 6 where the high breakdown voltage transistor is formed, the film thickness of the gate insulating film 76 is, for example, about 16 nm.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 예를 들어 막 두께 180 ㎚의 폴리실리콘막(34)을 형성한다.Next, a polysilicon film 34 having a thickness of, for example, 180 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, 전면에, 반사 방지막(80)을 형성한다(도 70 참조).Next, an antireflection film 80 is formed on the entire surface (see FIG. 70).

다음에, 도 71에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 반사 방지막(80), 폴리실리콘막(34), 절연막(32) 및 폴리실리콘막(30)을 드라이 에칭한다. 이에 따라, 폴리실리콘으로 이루어지는 플로팅 게이트(30a)와, 폴리실리콘으로 이루어지는 컨트롤 게이트(34a)를 갖는 적층체가, 메모리 셀 어레이 영역(2) 내에 형성된다. 또한, 폴리실리콘으로 이루어지는 셀렉트 게이트(30b)와, 폴리실리콘막(34b)을 갖는 적층체가 메모리 셀 어레이 영역(2) 내에 형성된다. 또한, 폴리실리콘으로 이루어지는 게이트 전극(30c)과, 폴리실리콘막(34e)을 갖는 적층체가 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7) 내에 형성된다.71, the antireflection film 80, the polysilicon film 34, the insulating film 32, and the polysilicon film 30 are dry-etched by using the photolithography technique. As a result, a laminate having a floating gate 30a made of polysilicon and a control gate 34a made of polysilicon is formed in the memory cell array region 2. Further, a laminate having a select gate 30b made of polysilicon and a polysilicon film 34b is formed in the memory cell array region 2. [ A laminate having a gate electrode 30c made of polysilicon and a polysilicon film 34e is formed in the region 7 where the sector select transistor is formed.

다음에, 배선(제1 금속 배선)(46)과 셀렉트 게이트(30b)를 접속해야 할 영역에 있어서 폴리실리콘막(34b)을 에칭 제거한다(도시하지 않음).Next, the polysilicon film 34b is etched away (not shown) in the region where the wiring (first metal wiring) 46 and the select gate 30b should be connected.

다음에, 열산화법에 의해, 플로팅 게이트(30a)의 측벽 부분, 컨트롤 게이트(34a)의 측벽 부분, 셀렉트 게이트(30b)의 측벽 부분 및 폴리실리콘막(34b)의 측벽 부분에 실리콘 산화막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a silicon oxide film (not shown) is formed on the sidewall portion of the floating gate 30a, the sidewall portion of the control gate 34a, the sidewall portion of the select gate 30b, and the sidewall portion of the polysilicon film 34b by thermal oxidation. Is formed.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 메모리 셀 어레이 영역(2)을 노출하는 개구부(도시하지 않음) 및 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역(7)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing an opening (not shown) for exposing the memory cell array region 2 and a region 7 for forming the sector select transistor is formed by photolithography, .

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 플로팅 게이트(30a)의 양측의 반도체 기판(20)내, 및 셀렉트 게이트(30b)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, 불순물 확산층(36a∼36c)이 형성된다. 또한, 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 게이트 전극(30c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, 불순물 확산 영역(36d)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. The impurity diffusion layers 36a to 36c are formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the floating gate 30a and in the semiconductor substrate 20 on both sides of the select gate 30b. An impurity diffusion region 36d is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 30c of the sector select transistor SST. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

이렇게 해서, 도 72에 나타내는 바와 같이, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)와 소스/드레인 확산층(36a, 36b)을 갖는 메모리 셀 트랜지스터 MT가 형성된다. 또한, 셀렉트 게이트(30b)와 소스/드레인 확산층(36b, 36c)을 갖는 선택 트랜지스터 ST가 형성된다. 또한, 게이트 전극(30c)과 소스/드레인 확산층(36d)을 갖는 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST가 형성된다.72, the memory cell transistor MT having the floating gate 30a, the control gate 34a, and the source / drain diffusion layers 36a and 36b is formed. Further, a select transistor ST having the select gate 30b and the source / drain diffused layers 36b and 36c is formed. In addition, the sector select transistor SST having the gate electrode 30c and the source / drain diffusion layer 36d is formed.

다음에, 도 73에 나타내는 바와 같이, 열산화법에 의해, 플로팅 게이트(30a)의 측벽 부분, 컨트롤 게이트(34a)의 측벽 부분, 셀렉트 게이트(30b)의 측벽 부분 및 폴리실리콘막(34b)의 측벽 부분에 실리콘 산화막(82)을 형성한다.73, the sidewall portion of the floating gate 30a, the sidewall portion of the control gate 34a, the sidewall portion of the select gate 30b, and the sidewall portion of the polysilicon film 34b are thermally oxidized by thermal oxidation, A silicon oxide film 82 is formed.

다음에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 50 ㎚의 실리콘 질화막(84)을 형성한다.Next, a silicon nitride film 84 having a thickness of 50 nm is formed by, e.g., CVD.

다음에, 드라이 에칭에 의해 실리콘 질화막(84)을 이방성 에칭함으로써, 실리콘 질화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(84)을 형성한다. 이때, 반사 방지막(80)이 에칭 제거되게 된다.Next, the silicon nitride film 84 is anisotropically etched by dry etching to form a sidewall insulation film 84 made of a silicon nitride film. At this time, the antireflection film 80 is etched away.

다음에, 도 74에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 주변 회로 영역(4)의 폴리실리콘막(34)을 패터닝한다. 이에 따라, 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역(6)에, 폴리실리콘막(34)으로 이루어지는 고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 게이트 전극(34c)이 형성된다. 또한, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역(8)에, 폴리실리콘(34)으로 이루어지는 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 게이트 전극(34d)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 74, the polysilicon film 34 in the peripheral circuit region 4 is patterned by photolithography. The gate electrode 34c of the high breakdown voltage transistors 110N and 110P made of the polysilicon film 34 is formed in the region 6 where the high breakdown voltage transistor is formed. A gate electrode 34d of the first low-voltage transistor 111N, 111P made of polysilicon 34 is formed in the region 8 where the first low-voltage transistor is formed.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6N in which the high-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 N채널 트랜지스터(110N)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 저농도 확산층(86)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, the N type lightly doped diffusion layer 86 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-voltage N-channel transistor 110N. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6P in which the high voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 P채널 트랜지스터(110P)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 저농도 확산층(88)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type low-concentration diffusion layer 88 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage P-channel transistor 110P. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 포토레지스트막에, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8N in which the first low-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제1 저전압 N채널 트랜지스터(111N)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에 N형의 저농도 확산층(90)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, the N type lightly doped diffusion layer 90 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the first low-voltage N-channel transistor 111N. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8P in which the first low-voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제1 저전압 P채널 트랜지스터(111P)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 저농도 확산층(92)이 형성된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type lightly doped diffusion layer 92 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the first low-voltage P-channel transistor 111P. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 100 ㎚의 실리콘 산화막(93)을 형성한다.Next, a silicon oxide film 93 having a thickness of 100 nm is formed by, e.g., CVD.

다음에, 드라이 에칭에 의해, 실리콘 산화막(93)을 이방성 에칭한다. 이에 따라, 도 75에 나타내는 바와 같이, 플로팅 게이트(30a)와 컨트롤 게이트(34a)를 갖는 적층체의 측벽 부분에, 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다. 또한, 셀렉트 게이트(30b)와 폴리실리콘막(34b)을 갖는 적층체의 측벽 부분에, 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다. 또한, 게이트 전극(30c)과 폴리실리콘막(34e)을 갖는 적층체의 측벽 부분에, 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다. 또한, 게이트 전극(34c, 34d)의 측벽 부분에 실리콘 산화막으로 이루어지는 사이드월 절연막(93)이 형성된다.Next, the silicon oxide film 93 is anisotropically etched by dry etching. 75, a sidewall insulating film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portion of the laminate having the floating gate 30a and the control gate 34a. A sidewall insulation film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portion of the laminate having the select gate 30b and the polysilicon film 34b. A sidewall insulation film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portion of the laminate having the gate electrode 30c and the polysilicon film 34e. A sidewall insulation film 93 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall portions of the gate electrodes 34c and 34d.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6N in which the high-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 N채널 트랜지스터의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 고농도 확산층(94)이 형성된다. N형의 저농도 확산층(86)과 N형의 고농도 확산층(94)에 의해 LDD 구조의 N형의 소스/드레인 확산층(96)이 형성된다. 이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(96)을 갖는 고내압 N채널 트랜지스터(110N)가 형성된다. 고내압 N채널 트랜지스터(110N)는 제1 행 디코더(14), 제3 행 디코더(18), 제1 전압 인가 회로(15) 등의 고전압 회로에 이용된다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, an N-type high-concentration diffusion layer 94 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage N-channel transistor. An N-type source / drain diffusion layer 96 of an LDD structure is formed by the N-type low-concentration diffusion layer 86 and the N-type high-concentration diffusion layer 94. Thus, the high-breakdown-voltage N-channel transistor 110N having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 96 is formed. The high voltage N-channel transistor 110N is used in a high voltage circuit such as the first row decoder 14, the third row decoder 18, and the first voltage applying circuit 15. [

이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(6P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 6P in which the high voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 고내압 P채널 트랜지스터(110P)의 게이트 전극(34c)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 고농도 확산층(98)이 형성된다. P형의 저농도 확산층(88)과 P형의 고농도 확산층(98)에 의해, LDD 구조의 P형의 소스/드레인 확산층(100)이 형성된다. 이렇게 해서, 게이트 전극(34c)과 소스/드레인 확산층(100)을 갖는 고내압 P채널 트랜지스터(110P)가 형성된다. 고내압 P채널 트랜지스터(110P)는, 제1 행 디코더(14), 제3 행 디코더(18), 제1 전압 인가 회로(15)등의 고전압 회로에 이용된다. 이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type high-concentration diffusion layer 98 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34c of the high-breakdown-voltage P-channel transistor 110P. The P-type source / drain diffusion layer 100 of the LDD structure is formed by the P-type low-concentration diffusion layer 88 and the P-type high-concentration diffusion layer 98. Thus, a high breakdown voltage P-channel transistor 110P having the gate electrode 34c and the source / drain diffusion layer 100 is formed. The high breakdown voltage p-channel transistor 110P is used in a high voltage circuit such as the first row decoder 14, the third row decoder 18, the first voltage applying circuit 15, and the like. Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8N)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8N in which the first low-voltage N-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, N형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제1 저전압 N채널 트랜지스터(111N)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, N형의 고농도 확산층(102)이 형성된다. N형의 저농도 확산층(90)과 N형의 고농도 확산층(102)에 의해, LDD 구조의 N형의 소스/드레인 확산층(104)이 형성된다.Next, an N-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20 using the photoresist film as a mask. Thus, an N-type high-concentration diffusion layer 102 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the first low-voltage N-channel transistor 111N. An N-type source / drain diffusion layer 104 of an LDD structure is formed by the N-type low-concentration diffusion layer 90 and the N-type high-concentration diffusion layer 102.

이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(104)을 갖는 제1 저전압 N채널 트랜지스터(111N)가 형성된다.Thus, the first low-voltage N-channel transistor 111N having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 104 is formed.

제1 저전압 N채널 트랜지스터(111N)는 열 디코더(12), 제2 행 디코더(16), 제어 회로(23), 제2 전압 인가 회로(17), 센스 앰프(13) 등의 저전압 회로에 이용된다.The first low-voltage N-channel transistor 111N is used for a low-voltage circuit such as a column decoder 12, a second row decoder 16, a control circuit 23, a second voltage application circuit 17, a sense amplifier 13, do.

이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 전면에, 스핀코트법에 의해, 포토레지스트막(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a photoresist film (not shown) is formed on the entire surface by spin coating.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역(8P)을 노출하는 개구부(도시하지 않음)를 포토레지스트막에 형성한다.Next, an opening (not shown) exposing the region 8P in which the first low-voltage P-channel transistor is formed is formed in the photoresist film by photolithography.

다음에, 포토레지스트막을 마스크로 하여, P형의 도펀트 불순물을 반도체 기판(20) 내에 도입한다. 이에 따라, 제1 저전압 P채널 트랜지스터(111P)의 게이트 전극(34d)의 양측의 반도체 기판(20) 내에, P형의 고농도 확산층(106)이 형성된다. P형의 저농도 확산층(92)과 P형의 고농도 확산층(106)에 의해 LDD 구조의 P형의 소스/드레인 확산층(108)이 형성된다.Next, using the photoresist film as a mask, a P-type dopant impurity is introduced into the semiconductor substrate 20. Thus, a P-type high-concentration diffusion layer 106 is formed in the semiconductor substrate 20 on both sides of the gate electrode 34d of the first low-voltage P-channel transistor 111P. The P-type source / drain diffusion layer 108 of the LDD structure is formed by the P-type low-concentration diffusion layer 92 and the P-type high-concentration diffusion layer 106. [

이렇게 해서, 게이트 전극(34d)과 소스/드레인 확산층(108)을 갖는 제1 저전압 P채널 트랜지스터(111P)가 형성된다. 제1 저전압 P채널 트랜지스터(111P)는, 열 디코더(12), 제2 행 디코더(16), 제어 회로(23), 제2 전압 인가 회로(17), 센스 앰프(13) 등의 저전압 회로에 이용된다.Thus, the first low-voltage P-channel transistor 111P having the gate electrode 34d and the source / drain diffusion layer 108 is formed. The first low-voltage P-channel transistor 111P is connected to the low-voltage circuit such as the column decoder 12, the second row decoder 16, the control circuit 23, the second voltage application circuit 17 and the sense amplifier 13 .

이 후, 포토레지스트막을 박리한다.Thereafter, the photoresist film is peeled off.

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 전면에, 막 두께 10 ㎚의 코발트막을 형성한다.Next, a 10-nm-thick cobalt film is formed on the entire surface by, for example, sputtering.

다음에, 도 21을 이용하여 전술한 제1 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치와 동일하게 하여, 코발트 실리사이드막(38a∼38f)을 형성한다. 이 후, 미반응의 코발트막을 에칭 제거한다.Next, cobalt silicide films 38a to 38f are formed in the same manner as in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment described above with reference to FIG. Thereafter, the unreacted cobalt film is removed by etching.

선택 트랜지스터 ST의 드레인 확산층(36c) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38b)은 드레인 전극으로서 기능한다. 메모리 셀 트랜지스터 MT의 소스 확산층(36a) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38a)은 소스 전극으로서 기능한다. 섹터 셀렉트 트랜지스터 SST의 소스/드레인 확산층(36d) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다.The cobalt silicide film 38b formed on the drain diffusion layer 36c of the selection transistor ST functions as a drain electrode. The cobalt silicide film 38a formed on the source diffusion layer 36a of the memory cell transistor MT functions as a source electrode. The cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layer 36d of the sector select transistor SST functions as a source / drain electrode.

고내압 트랜지스터(110N, 110P)의 소스/드레인 확산층(96, 100) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다. 제1 저전압 트랜지스터(111N, 111P)의 소스/드레인 확산층(104, 108) 상에 형성된 코발트 실리사이드막(38e)은 소스/드레인 전극으로서 기능한다(도 76 참조).The cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layers 96 and 100 of the high-voltage transistors 110N and 110P functions as a source / drain electrode. The cobalt silicide film 38e formed on the source / drain diffusion layers 104 and 108 of the first low-voltage transistors 111N and 111P functions as a source / drain electrode (see FIG. 76).

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 100 ㎚의 실리콘 질화막(114)을 형성한다. 실리콘 질화막(114)은 에칭 스토퍼로서 기능하는 것이다.Next, a silicon nitride film 114 having a thickness of 100 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD. The silicon nitride film 114 functions as an etching stopper.

다음에, 전면에, CVD법에 의해, 막 두께 1.6 ㎛의 실리콘 산화막(116)을 형성한다. 이렇게 해서, 실리콘 질화막(114)과 실리콘 산화막(116)으로 이루어지는 층간 절연막(40)이 형성된다.Next, a silicon oxide film 116 having a thickness of 1.6 占 퐉 is formed on the entire surface by a CVD method. Thus, an interlayer insulating film 40 composed of the silicon nitride film 114 and the silicon oxide film 116 is formed.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(40)의 표면을 평탄화한다.Next, the surface of the interlayer insulating film 40 is planarized by a CMP method.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 소스/드레인 전극(38a, 38c)에 달하는 컨택트홀(42), 코발트 실리사이드막(38e)에 달하는 컨택트홀(42) 및 코발트 실리사이드막(38f)에 달하는 컨택트홀(42)을 형성한다.Next, a contact hole 42 reaching the source / drain electrodes 38a and 38c, a contact hole 42 reaching the cobalt silicide film 38e, and a contact reaching the cobalt silicide film 38f are formed by photolithography, Holes 42 are formed.

다음에, 전면에, 스퍼터링법에 의해, Ti막과 TiN막으로 이루어지는 배리어층(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a barrier layer (not shown) made of a Ti film and a TiN film is formed on the entire surface by sputtering.

다음에, 전면에, 예를 들어 CVD법에 의해, 막 두께 300 ㎚의 텅스텐막(44)을 형성한다.Next, a tungsten film 44 having a film thickness of 300 nm is formed on the entire surface by, for example, CVD.

다음에, CMP법에 의해, 층간 절연막(40)의 표면이 노출될 때까지 텅스텐막(44) 및 배리어막을 연마한다. 이렇게 해서, 컨택트홀(42) 내에, 예를 들어 텅스텐으로 이루어지는 도체 플러그(44)가 매립된다.Next, the tungsten film 44 and the barrier film are polished by CMP until the surface of the interlayer insulating film 40 is exposed. In this manner, a conductor plug 44 made of, for example, tungsten is embedded in the contact hole 42.

다음에, 예를 들어 스퍼터링법에 의해, 도체 플러그(44)가 매립된 층간 절연막(40) 상에, Ti막, TiN막, Al막, Ti막 및 TiN막을 순차 적층하여 이루어지는 적층막(46)을 형성한다.Next, a laminated film 46 is formed by sequentially laminating a Ti film, a TiN film, an Al film, a Ti film and a TiN film on the interlayer insulating film 40 in which the conductor plugs 44 are buried by, for example, sputtering. .

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 적층막(46)을 패터닝한다. 이에 따라, 적층막으로 이루어지는 배선(제1 금속 배선층)(46)이 형성된다(도 77 및 도 78 참조).Next, the laminated film 46 is patterned by photolithography. Thus, a wiring (first metal wiring layer) 46 made of a laminated film is formed (see Figs. 77 and 78).

이 후, 도 24 및 도 25를 이용하여 전술한 비휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법과 동일하게 하여, 다층 배선 구조가 형성된다.24 and 25, a multilayer wiring structure is formed in the same manner as in the above-described manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device.

이렇게 해서 본 실시형태에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치가 제조된다.Thus, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment is manufactured.

[변형 실시형태][Modified embodiment]

상기 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지의 변형이 가능하다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.

예를 들어, 제1 실시형태에서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT에 의해 메모리 셀 MC이 형성되어 있는 경우를 예로 설명했지만, 제2 실시형태와 같이 메모리 셀 트랜지스터 MT와 선택 트랜지스터 ST에 의해 메모리 셀 MC이 형성되어 있어도 좋다.For example, in the first embodiment, the memory cell MC is formed by the memory cell transistor MT. However, as in the second embodiment, the memory cell MC is formed by the memory cell transistor MT and the selection transistor ST .

또한, 제2 내지 제4 실시형태에서는, 메모리 셀 트랜지스터 MT와 선택 트랜지스터 ST에 의해 메모리 셀 MC이 형성되어 있는 경우를 예로 설명했지만, 제1 실시형태와 같이 메모리 셀 트랜지스터 MT에 의해 메모리 셀 MC이 형성되어 있어도 좋다.In the second to fourth embodiments, the case where the memory cell MC is formed by the memory cell transistor MT and the selection transistor ST has been described as an example. However, as in the first embodiment, May be formed.

산업상의 이용가능성Industrial availability

본 발명에 따른 비휘발성 반도체 기억 장치 및 그 기록 방법은, 동작 속도가 빠른 비휘발성 반도체 기억 장치를 제공하는 데 유용하다.A nonvolatile semiconductor memory device and a method for recording the same according to the present invention are useful for providing a nonvolatile semiconductor memory device having a high operating speed.

2: 메모리 셀 어레이 영역 4: 주변 회로 영역
6: 고내압 트랜지스터가 형성되는 영역
6N: 고내압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역
6P: 고내압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역
7: 섹터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역
8: 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역, 제1 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역
8N: 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역, 제1 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역
8P: 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역, 제1 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역
9: 제2 저전압 트랜지스터가 형성되는 영역
9N: 제2 저전압 N채널 트랜지스터가 형성되는 영역
9P: 제2 저전압 P채널 트랜지스터가 형성되는 영역
11: 전압 완충 트랜지스터가 형성되는 영역
12: 열 디코더 13: 센스 앰프
14: 행 디코더, 제1 행 디코더 15: 제1 전압 인가 회로
16: 제2 행 디코더 17: 제2 전압 인가 회로
18: 제3 행 디코더 19: 제3 전압 인가 회로
20: 반도체 기판 21: 소자 영역
22: 소자 분리 영역 23: 제어 회로, 제1 제어 회로
24: N형 웰, N형의 확산층 25: N형 웰, N형의 확산층
26: P형 웰 27: 열 디코더가 형성되는 영역
28: 터널 절연막 28a: 터널 절연막
28b: 게이트 절연막 28c: 게이트 절연막
29: 제2 제어 회로 30: 폴리실리콘막
30a: 플로팅 게이트 30b: 셀렉트 게이트
30c: 게이트 전극 32: 절연막, ONO막
32a, 32b, 32c: 절연막 34: 폴리실리콘막
34a: 컨트롤 게이트 34b: 폴리실리콘막, 도전층
34c, 34d: 게이트 전극 34e: 폴리실리콘막, 도전층
36a: 불순물 확산층, 소스 확산층
36b: 불순물 확산층, 소스/드레인 확산층
36c: 불순물 확산층, 드레인 확산층
36d: 불순물 확산층, 소스/드레인 확산층
37: 사이드월 절연막 38a: 실리사이드층, 소스 전극
38b: 실리사이드층, 드레인 전극 38c, 38d: 실리사이드층
38e: 소스/드레인 전극 38f: 실리사이드층
40: 층간 절연막 42: 컨택트홀
44: 도체 플러그 46: 배선(제1 금속 배선층)
48: 층간 절연막 50: 컨택트홀
52: 도체 플러그 54: 배선(제2 금속 배선층)
56: 층간 절연막 58: 컨택트홀
60: 도체 플러그 62: 배선(제3 금속 배선층)
64: 열산화막 66: 실리콘 질화막
68: 홈 69: 희생 산화막
70: 매립 확산층 72P: P형 웰
72PS: P형 웰 72N: N형 웰
74P: P형 웰 74N: N형 웰
74PS: P형 웰 74PB: P형 웰
76: 게이트 절연막 78: 게이트 절연막
80: 반사 방지막 82: 실리콘 산화막
84: 실리콘 질화막, 사이드월 절연막 86: 저농도 확산층
88: 저농도 확산층 90, 90a: 저농도 확산층
92, 92a: 저농도 확산층
93: 실리콘 산화막, 사이드월 절연막
94: 고농도 확산층 96: 소스/드레인 확산층
98: 고농도 확산층 100: 소스/드레인 확산층
102: 고농도 확산층 104: 소스/드레인 확산층
106: 고농도 확산층 108: 소스/드레인 확산층
110N: 고내압 N채널 트랜지스터 110P: 고내압 P채널 트랜지스터
111N: 제1 저전압 N채널 트랜지스터
111P: 제1 저전압 P채널 트랜지스터
112N: 저전압 N채널 트랜지스터 112P: 저전압 P채널 트랜지스터
113N: 제2 저전압 N채널 트랜지스터
113P: 제2 저전압 P채널 트랜지스터
114: 실리콘 질화막 116: 실리콘 산화막
118: 실리콘 산화막 120: 실리콘 산화막
122: 실리콘 산화막 124: 실리콘 산화막
126: 실리콘 산화막 128: 실리콘 산화막
130: 층간 절연막 132: 컨택트홀
134: 도체 플러그 136: 배선(제4금속배선층)
138: 실리콘 산화막 140: 실리콘 산화막
142: 층간 절연막 143: 컨택트홀
144: 도체 플러그 145: 배선
146: 실리콘 산화막 148: 실리콘 질화막
202: 메모리 셀 어레이 영역
207: 셀터 셀렉트 트랜지스터가 형성되는 영역
212: 열 디코더 213: 센스 앰프
214: 행 디코더 215: 전압 인가 회로
217: 열 디코더가 형성되는 영역 220: 반도체 기판
222: 소자 분리 영역 223: 제어 회로
224: 매립 확산층, N형 웰 226: P형 웰
228a: 터널 절연막
236a, 236c: 소스/드레인 확산층
230a: 플로팅 게이트 232a: 절연막
234a: 컨트롤 게이트 234d: 게이트 전극
274P: P채널 276: 게이트 절연막
278: 게이트 절연막 304: 소스/드레인 확산층
312N: N채널 트랜지스터
2: memory cell array region 4: peripheral circuit region
6: region where high breakdown voltage transistor is formed
6N: region where a high-breakdown-voltage N-channel transistor is formed
6P: region where the high breakdown voltage P-channel transistor is formed
7: region where the sector select transistor is formed
8: region where the low-voltage transistor is formed, region where the first low-voltage transistor is formed
8N: region where the low-voltage N-channel transistor is formed, region where the first low-voltage N-channel transistor is formed
8P: a region where the low-voltage P-channel transistor is formed, a region where the first low-voltage P-channel transistor is formed
9: region where the second low-voltage transistor is formed
9N: region where the second low-voltage N-channel transistor is formed
9P: region where the second low-voltage P-channel transistor is formed
11: region where the voltage buffering transistor is formed
12: Thermal decoder 13: Sense amplifier
14: a row decoder, a first row decoder 15: a first voltage application circuit
16: second row decoder 17: second voltage application circuit
18: third row decoder 19: third voltage applying circuit
20: semiconductor substrate 21: element region
22: element isolation region 23: control circuit, first control circuit
24: N-type well, N-type diffusion layer 25: N-type well, N-type diffusion layer
26: P-type well 27: region where a column decoder is formed
28: tunnel insulating film 28a: tunnel insulating film
28b: gate insulating film 28c: gate insulating film
29: second control circuit 30: polysilicon film
30a: floating gate 30b: select gate
30c: gate electrode 32: insulating film, ONO film
32a, 32b, 32c: insulating film 34: polysilicon film
34a: control gate 34b: polysilicon film, conductive layer
34c, 34d: gate electrode 34e: polysilicon film, conductive layer
36a: impurity diffusion layer, source diffusion layer
36b: impurity diffusion layer, source / drain diffusion layer
36c: an impurity diffusion layer, a drain diffusion layer
36d: impurity diffusion layer, source / drain diffusion layer
37: side wall insulating film 38a: silicide layer, source electrode
38b: silicide layer, drain electrode 38c, 38d: silicide layer
38e: source / drain electrode 38f: silicide layer
40: interlayer insulating film 42: contact hole
44: conductor plug 46: wiring (first metal wiring layer)
48: interlayer insulating film 50: contact hole
52: conductor plug 54: wiring (second metal wiring layer)
56: interlayer insulating film 58: contact hole
60: conductor plug 62: wiring (third metal wiring layer)
64: thermal oxide film 66: silicon nitride film
68: groove 69: sacrificial oxide film
70: buried diffusion layer 72P: P-type well
72PS: P-type well 72N: N-type well
74P: P-type well 74N: N-type well
74PS: P-type well 74PB: P-type well
76: Gate insulating film 78: Gate insulating film
80: antireflection film 82: silicon oxide film
84: silicon nitride film, sidewall insulation film 86: low concentration diffusion layer
88: low concentration diffusion layer 90, 90a: low concentration diffusion layer
92, 92a: low concentration diffusion layer
93: a silicon oxide film, a sidewall insulation film
94: high concentration diffusion layer 96: source / drain diffusion layer
98: high concentration diffusion layer 100: source / drain diffusion layer
102: high concentration diffusion layer 104: source / drain diffusion layer
106: high concentration diffusion layer 108: source / drain diffusion layer
110N: High breakdown voltage N-channel transistor 110P: High breakdown voltage P-channel transistor
111N: first low voltage N-channel transistor
111P: first low-voltage P-channel transistor
112N: Low-voltage N-channel transistor 112P: Low-voltage P-channel transistor
113N: second low voltage N-channel transistor
113P: second low-voltage P-channel transistor
114: silicon nitride film 116: silicon oxide film
118: Silicon oxide film 120: Silicon oxide film
122: silicon oxide film 124: silicon oxide film
126: silicon oxide film 128: silicon oxide film
130: interlayer insulating film 132: contact hole
134: conductor plug 136: wiring (fourth metal wiring layer)
138: Silicon oxide film 140: Silicon oxide film
142: interlayer insulating film 143: contact hole
144: conductor plug 145: wiring
146: Silicon oxide film 148: Silicon nitride film
202: memory cell array region
207: region where the Selter Select transistor is formed
212: column decoder 213: sense amplifier
214: Row decoder 215: Voltage applying circuit
217: area where a column decoder is formed 220: semiconductor substrate
222: Element isolation region 223: Control circuit
224: buried diffusion layer, N-type well 226: P-type well
228a: tunnel insulating film
236a and 236c: source / drain diffusion layers
230a: floating gate 232a: insulating film
234a: control gate 234d: gate electrode
274P: P channel 276: gate insulating film
278: gate insulating film 304: source / drain diffusion layer
312N: N-channel transistor

Claims (11)

기판과,
메모리 셀 트랜지스터를 갖는 메모리 셀이 매트릭스형으로 복수 배열된 메모리 셀 어레이와,
동일한 열에 존재하는 복수의 상기 메모리 셀의 드레인측을 공통 접속하는 복수의 제1 비트선과,
동일한 행에 존재하는 복수의 상기 메모리 셀 트랜지스터의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 복수의 워드선과,
복수의 제2 비트선에 접속되어 상기 복수의 제2 비트선의 전위를 제어하는 열 디코더와,
상기 복수의 워드선에 접속되어 상기 복수의 워드선의 전위를 제어하는 행 디코더와,
상기 제1 비트선과 상기 제2 비트선의 사이에 각각 설치된 복수의 제1 트랜지스터로서, 상기 제1 트랜지스터의 소스가 상기 제1 비트선에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 트랜지스터의 드레인이 상기 제2 비트선을 통하여 상기 열 디코더에 전기적으로 접속된 제1 트랜지스터와,
상기 복수의 제1 트랜지스터의 게이트의 전위를 제어하는 제1 제어부
를 포함하고,
상기 메모리 셀 트랜지스터는 제1 웰 상에 형성되어 있으며,
상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 웰과 전기적으로 분리된 제2 웰 상에 형성되어 있고,
상기 제1 웰 및 상기 제2 웰은 상기 기판 내에 형성되고 상기 기판과 전기적으로 분리되어 있으며,
상기 제1 웰에 전압을 인가하는 제1 전압 인가부와,
상기 제2 웰에 전압을 인가하는 제2 전압 인가부를 더 포함하며,
상기 제1 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께는, 상기 행 디코더 내에 설치되고 상기 워드선에 접속된 제2 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치.
A substrate;
A memory cell array in which a plurality of memory cells having memory cell transistors are arranged in a matrix,
A plurality of first bit lines commonly connected to the drain sides of the plurality of memory cells existing in the same column,
A plurality of word lines which commonly connect the control gates of the plurality of memory cell transistors in the same row,
A column decoder connected to the plurality of second bit lines for controlling the potential of the plurality of second bit lines,
A row decoder connected to the plurality of word lines to control a potential of the plurality of word lines,
A plurality of first transistors each provided between the first bit line and the second bit line, the source of the first transistor being electrically connected to the first bit line, the drain of the first transistor being connected to the second bit A first transistor electrically connected to the column decoder through a line,
A first control unit for controlling a potential of a gate of the plurality of first transistors;
Lt; / RTI >
The memory cell transistor is formed on a first well,
The first transistor being formed on a second well electrically isolated from the first well,
Wherein the first well and the second well are formed in the substrate and are electrically separated from the substrate,
A first voltage application unit for applying a voltage to the first well,
And a second voltage application unit for applying a voltage to the second well,
Wherein the film thickness of the gate insulating film of the first transistor is thinner than the film thickness of the gate insulating film of the second transistor provided in the row decoder and connected to the word line.
제1항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터와 상기 열 디코더의 사이에 설치된 제3 트랜지스터로서, 상기 제3 트랜지스터의 소스가 상기 제1 트랜지스터의 상기 드레인에 전기적으로 접속되고, 상기 제3 트랜지스터의 드레인이 상기 열 디코더에 전기적으로 접속된 제3 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치.The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a third transistor provided between the first transistor and the column decoder, the source of the third transistor being electrically connected to the drain of the first transistor, And a third transistor electrically connected to the column decoder. 제2항에 있어서, 상기 제3 트랜지스터는, 상기 제1 웰 및 상기 제2 웰과 전기적으로 분리된 제3 웰 상에 형성되어 있고,
상기 제3 웰에 제3 전압을 인가하는 제3 전압 인가부와,
상기 제3 트랜지스터의 게이트의 전위를 제어하는 제2 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치.
The semiconductor device according to claim 2, wherein the third transistor is formed on a third well electrically isolated from the first well and the second well,
A third voltage application unit for applying a third voltage to the third well,
And a second control unit for controlling a potential of a gate of the third transistor.
제3항에 있어서, 상기 제3 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께는, 상기 제1 트랜지스터의 상기 게이트 절연막의 막 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치.The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein a film thickness of the gate insulating film of the third transistor is thinner than a film thickness of the gate insulating film of the first transistor. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 웰을 제1 전위로 설정하고, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극을 상기 제1 전위보다 낮은 제2 전위로 설정하며, 상기 제2 웰을 상기 제1 전위보다 낮은 제3 전위로 설정하면서, 상기 메모리 셀에 기록된 정보를 소거하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the first well is set to a first potential, the gate electrode of the first transistor is set to a second potential lower than the first potential, And erasing information recorded in the memory cell while setting the well to a third potential lower than the first potential. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1 웰을 제1 전위로 설정하고, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극을 상기 제1 전위보다 낮은 제2 전위로 설정하며, 상기 제2 웰을 상기 제1 전위보다 낮은 제3 전위로 설정하고, 상기 제3 트랜지스터의 게이트 전극을 상기 제3 전위보다 낮은 제4 전위로 설정하며, 상기 제3 웰을 상기 제3 전위보다 낮은 제5 전위로 설정하면서, 상기 메모리 셀에 기록된 정보를 소거하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치.The method according to claim 3 or 4, wherein the first well is set to a first potential, the gate electrode of the first transistor is set to a second potential lower than the first potential, The third transistor is set to a third potential lower than the first potential while the gate electrode of the third transistor is set to a fourth potential lower than the third potential and the third well is set to a fifth potential lower than the third potential, And erases the information recorded in the memory cell. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메모리 셀 트랜지스터는, 상기 제1 웰 상에 터널 절연막을 개재하여 형성된 플로팅 게이트와, 상기 플로팅 게이트 상에 제1 절연막을 개재하여 형성된 컨트롤 게이트를 갖고,
상기 제1 트랜지스터의 상기 게이트 절연막은, 상기 터널 절연막과 동일 절연막에 의해 형성되어 있고,
상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극은, 상기 플로팅 게이트와 동일 도전막에 의해 형성되어 있으며,
상기 제1 트랜지스터는, 상기 게이트 전극 상에 제2 절연막을 개재하여 형성된 도전층을 더 포함하고,
상기 제1 트랜지스터의 상기 제2 절연막은, 상기 메모리 셀 트랜지스터의 상기 제1 절연막과 동일 절연막에 의해 형성되어 있으며,
상기 제1 트랜지스터의 상기 도전층은, 상기 메모리 셀 트랜지스터의 상기 컨트롤 게이트와 동일 도전막에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치.
The memory cell transistor according to any one of claims 1 to 4, wherein the memory cell transistor comprises: a floating gate formed on the first well via a tunnel insulating film; and a control gate formed on the floating gate via a first insulating film Lt; / RTI &
The gate insulating film of the first transistor is formed of the same insulating film as the tunnel insulating film,
The gate electrode of the first transistor is formed of the same conductive film as the floating gate,
The first transistor may further include a conductive layer formed on the gate electrode via a second insulating film,
The second insulating film of the first transistor is formed of the same insulating film as the first insulating film of the memory cell transistor,
Wherein the conductive layer of the first transistor is formed of the same conductive film as the control gate of the memory cell transistor.
삭제delete 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메모리 셀 어레이는 복수의 섹터로 분할되어 있고,
상기 제1 트랜지스터는 상기 섹터를 선택하는 섹터 선택 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치.
The memory cell array according to any one of claims 1 to 4, wherein the memory cell array is divided into a plurality of sectors,
Wherein the first transistor is a sector selection transistor for selecting the sector.
기판과, 메모리 셀 트랜지스터를 갖는 메모리 셀이 매트릭스형으로 복수 배열된 메모리 셀 어레이와, 동일한 열에 존재하는 복수의 상기 메모리 셀의 드레인측을 공통 접속하는 복수의 제1 비트선과, 동일한 행에 존재하는 복수의 상기 메모리 셀 트랜지스터의 컨트롤 게이트를 공통 접속하는 복수의 워드선과, 복수의 제2 비트선에 접속되어 상기 복수의 제2 비트선의 전위를 제어하는 열 디코더와, 상기 복수의 워드선에 접속되어 상기 복수의 워드선의 전위를 제어하는 행 디코더와, 상기 제1 비트선과 상기 제2 비트선의 사이에 각각 설치된 복수의 제1 트랜지스터로서, 상기 제1 트랜지스터의 소스가 상기 제1 비트선에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 트랜지스터의 드레인이 상기 제2 비트선을 통하여 상기 열 디코더에 전기적으로 접속된 제1 트랜지스터와, 상기 복수의 제1 트랜지스터의 게이트의 전위를 제어하는 제1 제어부를 포함하고, 상기 메모리 셀 트랜지스터는, 제1 웰 상에 형성되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 웰과 전기적으로 분리된 제2 웰 상에 형성되어 있고, 상기 제1 웰 및 상기 제2 웰은 상기 기판 내에 형성되고 상기 기판과 전기적으로 분리되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께는, 상기 행 디코더 내에 설치되고, 상기 워드선에 접속된 제2 트랜지스터의 게이트 절연막의 막 두께보다 얇은 것인 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법으로서,
상기 제1 웰을 제1 전위로 설정하고, 상기 제1 트랜지스터의 게이트 전극을 상기 제1 전위보다 낮은 제2 전위 또는 플로팅으로 설정하며, 상기 제2 웰을 상기 제1 전위보다 낮은 제3 전위로 설정하면서, 상기 메모리 셀에 기록된 정보를 소거하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법.
A semiconductor memory device comprising: a substrate; a memory cell array in which a plurality of memory cells having memory cell transistors are arranged in a matrix; a plurality of first bit lines commonly connecting the drain sides of the plurality of memory cells in the same column; A plurality of word lines connected to the control gates of the plurality of memory cell transistors in common; a column decoder connected to the plurality of second bit lines for controlling the potential of the plurality of second bit lines; A plurality of first transistors each provided between the first bit line and the second bit line, the source of the first transistor being electrically connected to the first bit line And a drain of the first transistor is electrically connected to the column decoder through the second bit line, And a first control unit for controlling a potential of a gate of the plurality of first transistors, wherein the memory cell transistor is formed on a first well, and the first transistor is electrically isolated from the first well Wherein the first well and the second well are formed in the substrate and are electrically separated from the substrate, and the film thickness of the gate insulating film of the first transistor is set within the row decoder And the gate insulating film of the second transistor connected to the word line is thinner than the film thickness of the gate insulating film of the second transistor connected to the word line,
The first well is set to a first potential, the gate electrode of the first transistor is set to a second potential or floating lower than the first potential, and the second well is set to a third potential lower than the first potential And erasing the information recorded in the memory cell while setting the erasing period of the nonvolatile semiconductor memory device.
제10항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터와 상기 열 디코더의 사이에 설치된 제3 트랜지스터로서, 상기 제3 트랜지스터의 소스가 상기 제1 트랜지스터의 상기 드레인에 전기적으로 접속되고, 상기 제3 트랜지스터의 드레인이 상기 열 디코더에 전기적으로 접속된 제3 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 제3 트랜지스터는, 상기 제1 웰 및 상기 제2 웰과 전기적으로 분리된 제3 웰 상에 형성되어 있으며,
상기 메모리 셀에 기록된 정보를 소거할 때에는, 상기 제3 트랜지스터의 게이트 전극을 상기 제3 전위보다 낮은 제4 전위로 설정하고, 상기 제3 웰을 상기 제3 전위보다 낮은 제5 전위로 설정하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억 장치의 소거 방법.
11. The semiconductor device according to claim 10, further comprising: a third transistor provided between the first transistor and the column decoder, the source of the third transistor being electrically connected to the drain of the first transistor, And a third transistor electrically connected to the column decoder,
The third transistor is formed on a third well electrically isolated from the first well and the second well,
When erasing the information recorded in the memory cell, the gate electrode of the third transistor is set to a fourth potential lower than the third potential, and the third well is set to a fifth potential lower than the third potential And said erasing step of erasing said nonvolatile semiconductor memory device.
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